JP2005062432A - Lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はレンズ装置に係り、とくに複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置に関する。 The present invention relates to a lens apparatus, and more particularly, to a lens apparatus assembled so that a plurality of lenses are overlapped.
ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒は、その前方から後方に向って対物レンズを構成するレンズ群、画枠設定用レンズ群、補正用レンズ群、およびフォーカス用レンズ群の4つのレンズ群から配され、後方のフォーカス用レンズ群の背後にCCDから成る撮像素子が配される。ここで前方から2番目の画枠設定用レンズ群と4番目のフォーカス用レンズ群とは、それぞれズーム動作およびフォーカス動作のために光軸方向に移動させなければならない。そこでこれらのレンズ群については、移動枠上に取付けるとともに、案内軸に沿って移動可能に取付け、移動用モータによって光軸方向に移動させている(特許第3120454号公報参照)。 A lens barrel used in a video camera or the like is arranged from four lens groups: a lens group constituting an objective lens from the front to the rear, an image frame setting lens group, a correction lens group, and a focus lens group. Then, an image pickup device composed of a CCD is arranged behind the rear focus lens group. Here, the second image frame setting lens group and the fourth focusing lens group from the front must be moved in the optical axis direction for the zoom operation and the focus operation, respectively. Therefore, these lens groups are mounted on a moving frame, mounted so as to be movable along the guide shaft, and moved in the optical axis direction by a moving motor (see Japanese Patent No. 3120454).
上述のような移動枠に取付けて移動させるレンズとしてガラスレンズを用いるとともに、これらのガラスレンズを合成樹脂成形体から成る保持枠の保持部内に収納し、上記保持枠の筒状部の端部を熱変形させて加締めることによって、ガラスレンズを保持枠に固定するようにしていた。 A glass lens is used as a lens that is attached to and moved by the moving frame as described above, and these glass lenses are housed in a holding portion of a holding frame made of a synthetic resin molding, and the end of the cylindrical portion of the holding frame is attached The glass lens was fixed to the holding frame by heat deformation and caulking.
ところがこのような構造によると、ガラスレンズそれ自身の部品コストが高くなるためにレンズ装置のコストが増大する。またガラスレンズは重量が重いために、レンズ装置の重量も増大する。さらにガラスレンズは形状の自由度がなく、ボスや穴等の加締め形状を形成することが不可能である。従って保持枠側のプラスチック部材の所要の部位を熱加締め等の方法によって変形させて固定するしかレンズの固定方法がない。 However, according to such a structure, the cost of the lens device increases because the cost of the glass lens itself increases. Further, since the glass lens is heavy, the weight of the lens device also increases. Furthermore, the glass lens has no freedom in shape, and it is impossible to form a crimped shape such as a boss or a hole. Accordingly, there is only a method for fixing the lens by deforming and fixing a required portion of the plastic member on the holding frame side by a method such as heat caulking.
またガラスレンズを保持枠に固定する場合には、光学的に必要な口径寸法よりも外周側の部分を熱加締め等によって加締めなければならず、加締めのためのスペースがレンズの外周部分に必要になり、その分レンズの直径が増大するとともにレンズが大きくなる分重量が増大する。また上述のような保持枠に熱加締めしてガラスレンズを固定する方法は、熱加締めの設備が必要になるとともに、熱加締めの条件出しをそれぞれのレンズについて行なう必要があり、組立てが面倒になる欠点がある。 In addition, when fixing the glass lens to the holding frame, the outer peripheral side of the optically required aperture must be caulked by heat caulking or the like, and the caulking space is the outer peripheral part of the lens. Therefore, the diameter of the lens increases correspondingly, and the weight increases as the lens becomes larger. In addition, the method of fixing the glass lens by heat-clamping to the holding frame as described above requires heat-clamping equipment, and it is necessary to determine the conditions of heat-clamping for each lens. There are drawbacks that can be cumbersome.
そこで特開2002−182089号公報に開示されているように、プラスチックレンズ側にボスを立て、このボスを熱加締めする方法が提案されている。すなわち複数の固定突起が一体に設けられたプラスチック製のレンズと、開口形状および役割が異なる複数の支持孔が設けられたレンズ保持部を有し、レンズを、支持孔に固定突起を挿入するとともに固定突起の先端を熱処理等によって傘状に潰すことによってレンズ鏡筒に所定の位置関係で固定し、コストダウンおよび軽量化を図るためにプラスチック製のレンズを使用するとともに、プラスチック製レンズを使用した場合における歪み等の悪影響を防止している。 Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-182089, a method has been proposed in which a boss is raised on the plastic lens side and the boss is heat-capped. That is, it has a plastic lens in which a plurality of fixing protrusions are integrally provided, and a lens holding portion in which a plurality of support holes having different opening shapes and roles are provided, and the lens is inserted into the support holes. The tip of the fixed protrusion is crushed into an umbrella shape by heat treatment, etc., and fixed to the lens barrel in a predetermined positional relationship. A plastic lens is used in order to reduce costs and weight, and a plastic lens is used. In this case, adverse effects such as distortion are prevented.
しかるにこのようなレンズ鏡筒は、プラスチックレンズの突起等を熱加締めするための熱加締めが必要になる。また熱加締めのための条件出しをそれぞれのレンズについて行なう必要があり、組立て作業が面倒になる欠点がある。 However, such a lens barrel requires heat caulking for heat caulking the projections of the plastic lens. Further, it is necessary to determine the conditions for heat caulking for each lens, and there is a drawback that the assembling work becomes troublesome.
本願発明の課題は、複数のレンズを容易にかつ安定的に相互の位置決めを行なうようにしたレンズ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a lens device in which a plurality of lenses are easily and stably positioned relative to each other.
本願発明の別の課題は、複数のレンズを互いに位置決めした状態で保持枠内に保持するようにしたレンズ装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a lens device in which a plurality of lenses are held in a holding frame while being positioned with respect to each other.
本願発明のさらに別の課題は、熱加締めを行なうことなくしかも複数のレンズを互いに位置決めした状態で保持枠に収納して押えるようにしたレンズ装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a lens device in which a plurality of lenses are accommodated in a holding frame and pressed without being subjected to heat caulking.
本願発明のさらに別の課題は、それぞれのレンズについて条件出しを行なう必要がなく、組立てが容易な複数のレンズから成るレンズ装置を提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a lens apparatus including a plurality of lenses that is easy to assemble without having to condition each lens.
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる発明の要旨および実施の形態によって明らかにする。 The above-described problems and other problems of the present invention will be made clear by the gist and embodiments of the invention described below.
本願の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置に関するものである。
The main invention of the present application is a lens device assembled so as to overlap a plurality of lenses.
A tapered concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a tapered convex portion is formed in the other adjacent lens, and the tapered concave portion and the tapered convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. The present invention relates to a lens device that performs positioning in a radial direction.
ここで互いに隣接し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることが好ましい。また前記テーパ状凹部のテーパ角度と前記テーパ状凸部のテーパ角度とが互いにほぼ等しいことが好ましい。また互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることが好ましい。 Here, it is preferable that the lenses that are adjacent to each other and perform positioning in the radial direction by the tapered concave portion and the tapered convex portion are plastic lenses. Moreover, it is preferable that the taper angle of the tapered concave portion and the taper angle of the tapered convex portion are substantially equal to each other. In addition, it is preferable that a fixed diaphragm is sandwiched between adjacent lenses.
本願の別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるようにして組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置に関するものである。
Another main invention of the present application is a lens device constructed by assembling a plurality of lenses so as to overlap each other.
A stepped concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a stepped convex portion is formed in the other adjacent lens, and the stepped concave portion and the stepped convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. The present invention relates to a lens device that performs positioning in a radial direction.
ここで互いに隣接し、前記段状凹部と前記段状凸部とによって半径方向の位置決めを行なうレンズが何れもプラスチックレンズであることが好ましい。また前記段状凹部の直径と前記段状凸部の直径とが互いにほぼ等しいことが好ましい。また互いに隣接するレンズ間に固定絞りが挟着して取付けられることが好ましい。 Here, it is preferable that the lenses that are adjacent to each other and perform positioning in the radial direction by the step-shaped concave portion and the step-shaped convex portion are plastic lenses. Moreover, it is preferable that the diameter of the step-shaped concave portion and the diameter of the step-shaped convex portion are substantially equal to each other. In addition, it is preferable that a fixed diaphragm is sandwiched between adjacent lenses.
本願のさらに別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置に関するものである。
Still another main invention of the present application is a lens device constructed by assembling a plurality of lenses so as to overlap each other.
A tapered concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a tapered convex portion is formed in the other adjacent lens, and the tapered concave portion and the tapered convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. Perform radial positioning,
The present invention relates to a lens apparatus in which the plurality of lenses are housed in a holding frame and the plurality of lenses are pressed by a holding frame.
ここで前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることが好ましい。また前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることが好ましい。 Here, it is preferable to press the claw provided on one of the presser frame and the holding frame by engaging with an engaging hole provided on the other. Moreover, it is preferable that the engagement by the claw and the engagement hole is a bayonet type engagement.
本願のさらに別の主要な発明は、複数のレンズを重合わせるように組立てて成るレンズ装置において、
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置に関するものである。
Still another main invention of the present application is a lens device constructed by assembling a plurality of lenses so as to overlap each other.
A stepped concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a stepped convex portion is formed in the other adjacent lens, and the stepped concave portion and the stepped convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. Perform radial positioning,
The present invention relates to a lens apparatus in which the plurality of lenses are housed in a holding frame and the plurality of lenses are pressed by a holding frame.
ここで前記押え枠と前記保持枠の一方に設けられた爪を他方に設けられた係合孔に係合させて押えることが好ましい。また前記爪と前記係合孔による係合がバヨネット方式の係合であることが好ましい。 Here, it is preferable to press the claw provided on one of the presser frame and the holding frame by engaging with an engaging hole provided on the other. Moreover, it is preferable that the engagement by the claw and the engagement hole is a bayonet type engagement.
一般にレンズ材料をガラスからプラスチックに変更することによって、レンズ装置のコストダウンと軽量化とが図られる。ここでレンズを鏡筒に保持する方法として、従来ガラスレンズを用いた場合のように、鏡筒側のリブを加締める方法がある。またプラスチックレンズ側にボスをたて、このボスを熱加締めして固定する方法がある。これに対して本願の好ましい態様は、プラスチックレンズの形状の自由度の広さを利用したものであって、上記のようなリブやボスを熱加締めすることなく固定を行なうようにしたものである。 In general, by changing the lens material from glass to plastic, the cost and weight of the lens device can be reduced. Here, as a method of holding the lens in the lens barrel, there is a method of caulking the rib on the lens barrel side as in the case of using a conventional glass lens. There is also a method in which a boss is formed on the plastic lens side and the boss is fixed by heat caulking. On the other hand, the preferred embodiment of the present application utilizes the wide flexibility of the shape of the plastic lens, and fixes the above ribs and bosses without heat caulking. is there.
すなわち本願発明の好ましい態様は、複数のプラスチックレンズの相互の位置決め精度を出すために、プラスチックレンズにテーパ部を設け、このテーパ部同士を面受けすることによって位置決めして調芯構造とするものである。また複数のプラスチックレンズを保持枠に保持して位置決めするために、押え枠を用い、この押え枠の爪を保持枠の被係合部に係合させて複数のプラスチックレンズを固定するようにしたものである。このような構造とすることによって、複数のプラスチックレンズを組合わせたレンズ装置を安価にし、しかも容易に精度よく保持部材に位置決めすることを可能にするものである。 That is, in a preferred aspect of the present invention, in order to obtain the positioning accuracy of a plurality of plastic lenses, a taper portion is provided in the plastic lens, and the taper portions are positioned by receiving each other to form an alignment structure. is there. In addition, in order to hold and position a plurality of plastic lenses on the holding frame, a presser frame is used, and the claw of the presser frame is engaged with the engaged portion of the holding frame to fix the plurality of plastic lenses. Is. By adopting such a structure, a lens device in which a plurality of plastic lenses are combined can be made inexpensive and can be easily and accurately positioned on the holding member.
上記のような態様において、とくにテーパ部による位置決めを行なうと、複数枚のプラスチックレンズ間の位置決め精度が、保持枠を介することなくそれぞれのテーパ部で位置決めすることができ、精度が容易に出せるようになる。また複数枚のプラスチックレンズを用いるために、温度特性による膨張が互いに隣接するレンズ間で同様になり、レンズ間の熱膨張によるずれを生じなくなる。またプラスチックレンズを用いることによってガラスレンズを用いた場合よりもコストダウンが図れるとともに、軽量化が達成される。 In the above-described aspect, particularly when positioning is performed by the tapered portion, the positioning accuracy between the plurality of plastic lenses can be determined by the respective tapered portions without using the holding frame so that the accuracy can be easily obtained. become. In addition, since a plurality of plastic lenses are used, the expansion due to the temperature characteristics is the same between the adjacent lenses, and there is no deviation due to the thermal expansion between the lenses. Further, by using a plastic lens, the cost can be reduced and the weight can be reduced as compared with the case of using a glass lens.
また複数枚のプラスチックレンズをテーパ部で互いに位置決めした状態で保持枠内に取付け、固定用の押え枠によって保持枠に固定するようにした構造によると、レンズを固定するための熱加締めが不要になり、そのための設備も必要でなくなる。また組立てのタクトが短くなるとともに、組立てが容易になり、人手のみによる組立てが可能になる。また熱加締めを行なわないために、プラスチックレンズに熱ストレスをかけないで済むようになる。また押え枠を取外すことによって、レンズ装置を容易に分解できるようになり、修理が可能になる。あるいはまた分解してプラスチックレンズを回収して再利用することができる。 Also, according to the structure in which a plurality of plastic lenses are mounted in the holding frame with the taper portions positioned with respect to each other, and fixed to the holding frame with a holding frame for fixing, heat caulking to fix the lens is not required Therefore, the equipment for that is no longer necessary. In addition, the assembly tact time is shortened, the assembly is facilitated, and the assembly can be performed only by hand. Further, since heat caulking is not performed, it is not necessary to apply heat stress to the plastic lens. Further, by removing the presser frame, the lens device can be easily disassembled and repaired. Alternatively, it can be disassembled and the plastic lens can be recovered and reused.
本願の上述の主要な発明によれば、軸線方向に互いに隣接するレンズをそれらのテーパ状凹部とテーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことが可能になり、特別な位置決め手段を必要とせず、レンズそれ自身が持っている形状を利用した位置決めを行なうことが可能になる。 According to the above main invention of the present application, it becomes possible to position the lenses adjacent to each other in the axial direction in the radial direction by fitting the tapered concave portions and the tapered convex portions to each other. Therefore, it is possible to perform positioning using the shape of the lens itself without requiring any positioning means.
本願の別の主要な発明は、互いに隣接するレンズをそれらに形成された段状凸部と段状凹部とを係合させて凹凸嵌合させることにより、これらのレンズを半径方向に位置決めしてレンズ装置を組立てることが可能になる。ここで段状凸部と段状凹部の嵌合精度によって半径方向の位置決め精度が決定されるために、位置決め精度を容易にコントロールできるようになる。 Another main invention of the present application is to position these lenses in the radial direction by engaging the stepped convex portions and the stepped concave portions formed on the lenses adjacent to each other and engaging the concave and convex portions. The lens device can be assembled. Here, since the positioning accuracy in the radial direction is determined by the fitting accuracy between the stepped convex portion and the stepped concave portion, the positioning accuracy can be easily controlled.
本願のさらに別の発明は、テーパ状凹部とテーパ状凸部とによって半径方向の位置決めを行なった複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によってこれらのレンズを押えるようにしているために、互いに半径方向に位置決めされたレンズを熱加締めすることなく保持枠に対して押え枠を係合させるだけでレンズの押えが達成され、組立てが容易になる。 In another invention of the present application, a plurality of lenses positioned in the radial direction by a tapered concave portion and a tapered convex portion are housed in a holding frame, and these lenses are pressed by a holding frame. By simply engaging the presser frame with the holding frame without heat-clamping the lenses positioned in the radial direction, the lens can be pressed and assembled easily.
本願のさらに別の主要な発明は、段状凸部と段状凹部とによって互いに半径方向に位置決めされた複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって複数のレンズを押えるようにしているために、段状凸部と段状凹部とによって位置決めされたレンズを固定して組立てるための作業が容易になるとともに、複数のレンズを精度よく保持枠に位置決めすることが可能になる。 According to still another main invention of the present application, a plurality of lenses positioned in the radial direction by the stepped convex portion and the stepped concave portion are accommodated in the holding frame, and the plurality of lenses are pressed by the holding frame. Therefore, it becomes easy to fix and assemble the lens positioned by the stepped convex portion and the stepped concave portion, and it is possible to accurately position the plurality of lenses on the holding frame.
以下本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明する。この実施の形態はビデオカメラに用いられる光学系に関するものであって、図1〜図3に示すようにほぼ円筒状をなす鏡筒5を備え、この鏡筒5内にとくに図3に示すように対物レンズを構成するレンズ群1、画枠設定用レンズ群2、補正用レンズ群3、フォーカス用レンズ群4をその内部に光軸方向に沿って配置した構造になっている。とくに本実施の形態は、移動可能な画枠設定用レンズ群2およびフォーカス用レンズ群4の組立て構造の改善に関するものである。
The invention included in the present application will be described below with reference to the illustrated embodiments. This embodiment relates to an optical system used in a video camera, and includes a
図3は本実施の形態の撮像装置の光学系を原理的に示したものである。なおこの実施の形態はビデオカメラを備えるレンズ装置に関するものであって、ズームレンズと称される画枠調整が可能なレンズが用いられ、複数配置されたレンズ群1、2、3、4の内の1つのレンズ群2が画枠設定用レンズとして用いられる。この画枠設定用レンズ群2は、鏡筒5内において光軸方向に移動可能なレンズ群であり、サーボモータ13aにより駆動される。またレンズ群4は、フォーカス調整用のレンズ群であり、このフォーカス調整用レンズ群4についても、鏡筒5内で光軸方向に移動可能なレンズ群であって、サーボモータ13bまたはステッピングモータにより駆動される。ここで各サーボモータ13a、13bはリニアモータから構成され、図2に示すサーボ回路37から駆動信号が供給される。
FIG. 3 shows in principle the optical system of the imaging apparatus of the present embodiment. This embodiment relates to a lens apparatus provided with a video camera, and a lens called a zoom lens capable of image frame adjustment is used, and a plurality of
各サーボモータ13a、13bにより駆動されるレンズ群2、4の位置は、MR素子を使用したMRセンサ23、25で磁気的に検出しており、この検出情報をサーボ回路37に図2に示すようにフィードバックしている。
The positions of the
レンズ装置10によって光学系が結像する面には撮像素子31が配されている。この撮像素子31で光学像を電気的な撮像信号に変換する。撮像素子31として、CCDイメージャが使用される。撮像素子31から読出された撮像信号は、図2のA/D変換器32でデジタル信号に変換された後、撮像信号処理回路33に供給され、適正な映像信号とする処理が行なわれ、この処理が行なわれた映像信号が撮像装置から出力される。または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。
An
ここで撮像信号処理回路33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34を備え、この検波回路34の検出信号を、この撮像装置の撮像動作を制御する中央制御ユニット(CPU)35に供給する。中央制御ユニット35では、この検出信号のレベルに基いて、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。
Here, the imaging
このフォーカス制御は、中央制御ユニット35からサーボ回路37にフォーカス制御用レンズ群4の目標位置情報を供給し、サーボ回路37でその目標位置にフォーカス調整用レンズ群4を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ13bの駆動信号を生成させ、この駆動信号をサーボモータ13bに供給し、フォーカス調整用レンズ群4の可動位置を調整することにより行なう。
In this focus control, the servo control process for supplying the target position information of the focus control lens group 4 from the
また中央制御ユニット35には、図示しないズーム操作キーの操作情報が供給されるようになっており、このズーム操作キーの操作情報に基いて、画枠設定用レンズ2の目標位置情報をサーボ回路37に供給し、サーボ回路37でその目標位置に画枠設定用レンズ群2を駆動するためのサーボ制御処理を行なってモータ13aの駆動信号を生成させ、その駆動信号をサーボモータ13aに供給し、画枠設定用レンズ群2の可動位置を調整するようにしている。
The
この場合にズーム操作キーの操作状態により、サーボモータ13aによる画枠設定用レンズ群2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)に画枠設定用レンズ群2が移動する時間が、1秒未満の非常に高速駆動できるようにしている。
In this case, the drive speed of the image frame setting
なおズームレンズ2はフォーカスを合わせる位置が同じであっても、画枠(焦点距離)が変化するときに、フォーカス調整用レンズ群4の可動位置についても変化させないと、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群4の位置との対応関係については、中央制御ユニット35に接続されたメモリ36に予め設定しておく。そして焦点距離が変化したときに、中央制御ユニット35はメモリ36の記憶情報を読出して、サーボ回路37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群4の可動位置を調整する。
Even if the
この場合にサーボモータ13bによるフォーカス調整用レンズ群4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レンズ群2を高速で可動させたときに、その移動に追随したフォーカス調整用レンズ群4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。
In this case, the focus adjustment lens group 4 can be driven at a very high speed by the
次にレンズ群2、4を光軸方向に可動させる機構の例を図3および図4によって説明する。図3はレンズ装置10の内部の構造を示しており、複数のレンズ群1、2、3、4と撮像素子31が光軸に沿って配列されており、レンズ群1、3については固定されており、レンズ群2、4については光軸方向に可動できる構造としている。なお図3において、レンズ群1〜4による光学系は簡略化されて示してあり、実際にはそれぞれの群は複数枚のレンズで構成される場合が多い。また可動レンズ群の位置についても、図5の例に限定されない。
Next, an example of a mechanism for moving the
レンズ群2、4を可動させるための構成としては図4に示すように、光軸にほぼ平行に2本の軸11、12が上下に配置されており、これら2本の軸11、12に各レンズ群2、4の保持枠45、19が支持されるようにしている。すなわち画枠設定用レンズ群2については、保持枠45に設けられた軸支持部15a、15bで2本の軸11、12に支持させる構成としている。そして光軸方向に延びたマグネットとヨークとで構成される磁気回路13が軸11に沿って配置してある。このマグネットに対向して図4に示すように、可動側にコイル14が配置されており、コイル14にサーボ回路37から駆動信号を印加したときに、その電圧によって光軸方向の推進力(ローレンツ力)が得られる。ここで電圧値およびその極性をサーボ回路37がコントロールすることで、適正な向きと大きさの推進力が得られ、所望の方向および速度でレンズ群2が移動する。このレンズ群2の可動範囲は、図3におけるL1 として示されている。
As a configuration for moving the
レンズ群2の保持枠16には所定のパターンで着磁された棒状のマグネット22が取付けられており、このマグネット22と所定のギャップを介して固定側には、2相のMR素子23を使用したMRセンサ23が配置されており、MRセンサ23の出力からサーボ回路37がレンズ群2の可動位置を判定する。
A rod-shaped
フォーカス調整用レンズ群4を可動させるための構成についても同様の構成であって、図3に示すように保持枠19に取付けられた軸支持部18a、18bで2本の支軸11、12に支持され、磁気回路13のマグネットに対向したコイル17にサーボ回路37から駆動信号を印加したときに、レンズ群4が移動する構成にしている。このレンズ群4の可動範囲は、図3においてL2 として示されている。
The configuration for moving the focus adjustment lens group 4 is the same as that shown in FIG. 3, and the
レンズ群4の保持枠19にも、所定のパターンで着磁させた棒状マグネット24が取付けられており、このマグネットと所定のギャップを介した固定側には、2相のMR素子を使用したMRセンサ25が配置してある。そしてMRセンサ25の出力からサーボ回路37がレンズ群4の可動位置を判定する。
A rod-shaped
次に撮像装置で画枠設定用レンズ群2およびフォーカス調整用レンズ群4の可動位置を変化させる場合の処理について説明する。この可動範囲を変化させる際には、図2に示す中央制御ユニット35からサーボ回路37にそれぞれのレンズ群2、4の目標位置情報が与えられ、基本的にはこの撮像装置で撮像を行なう周期である1フィールド(50Hzまたは60Hz)の周期で、その目標位置に移動させるようにすればよい。ここで本実施の形態の撮像装置の場合には、中央制御ユニット35から得られる目標位置を、サーボ回路37内で演算で内挿して、20〜30KHz程度の周期でそれぞれのレンズ群2、4の目標位置情報が得られるようにし、その内挿された周期の目標値と現在位置との差がなくなるように電圧を各モータ13a、13bに印加してサーボ制御を行なうようにしている。
Next, processing when the movable positions of the image frame setting
次にこのようなレンズ装置10の保持枠45、19によって移動されるレンズ群2、4の組立て構造について説明する。なおここでは画枠設定用レンズ群2に用いた場合の構成を説明する。
Next, an assembly structure of the
画枠設定用レンズ群2は図5および図6に示すように前方から後方にかけて、レンズ41、42、43の3枚のレンズから構成される。なおこれらのレンズはともにエポキシ系のプラスチックレンズから構成される。なおレンズ41、42間にはリング状をなす不透明な固定絞り44が配される。そしてこれらのレンズ41〜43と固定絞り44とが保持枠45内に収納され、後側から押え枠46によって押えて固定される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the image frame setting
図7および図8は対物レンズ1側に配される前方のレンズ41の構造を示しており、このレンズ41はその上部に位置決め用突部49が、側部には別の小さな位置決め用突部50が形成される。またこのレンズ41にはその背面側にテーパ状凹部51が形成されるとともに、このテーパ状凹部51と同心円状に円周方向に延びるリング状突部52が形成される。
FIGS. 7 and 8 show the structure of the
図9および図10は中間位置に配されるレンズ42を示している。このレンズ42はその上部に位置決め用突部55が形成されるとともに、側部には位置決め用突部56が形成される。またその前面側にはテーパ状凸部57が形成される。テーパ状凸部57は上記レンズ41のテーパ状凹部51と整合される。またテーパ状凸部57と同心円状に内側にリング状溝58が形成される。リング状溝58はレンズ41のリング状突部52と係合される。またこのレンズ42の背面側の表面にはテーパ状凹部61、62が同心円状に形成される。
9 and 10 show the
次に後側であって撮像素子31側に配されるレンズ43について説明すると、レンズ43は図11および図12に示すようにその上部に位置決め用突部65を備える。またレンズ41の側部には位置決め用突部66が形成される。そしてこのレンズ43の前面側にはテーパ状凸部67、68が形成される。これらのテーパ状凸部67、68は中間のレンズ42のテーパ状凹部61、62に整合される。
Next, the
次に上述の3枚のレンズ41、42、43を図6に示すように重合わせた状態で保持する保持枠45について図13〜図18により説明する。保持枠45はその主体部が円筒状をなすとともに、その内側にはとくに図15に示すように同心円状に一回り小さな保持筒71を一体に備えている。そして保持筒71にはその円周方向の互いにぼぼ180度離れた位置に切欠き72、73が形成される。また上記切欠き72、73に対してほぼ90度をなす位置には凹部74が形成される。
Next, a holding
また保持枠45はその底部に係合用リブ75を備えている。この係合用リブ75は図16および図17に示すようにその先端側の前面が傾斜面76に形成される。そしてこの傾斜面76の終端側には低くなった凹所77が形成される。また保持枠45は被ガイド筒78を備えている。この被ガイド筒78はレンズ装置10の支軸11(図3、図4参照)を受入れるためのものである。また保持枠45には上記被ガイド筒78とは円周方向にほぼ180度ずれた位置にアーム79が連設され、このアーム79に挿通孔80が形成される。挿通孔80は図3および図4に示す支軸12を挿通させるためのものである。
The holding
次に上記保持枠45内に収納されるレンズ41、42、43を押えるための押え枠46について図19および図20によって説明する。この押え枠46はほぼカップ状をなすとともに、その先端側であって外周部には半径方向外周側に突出する3つの爪83が円周方向に120度ずつ離れた位置に形成される。またこの押え枠46の底部にはその円周方向の3箇所であって上記爪83とは互いに円周方向に60度ずれた位置に押圧用突部84が形成される。これらの押圧用突部84が弾性を持つように押え枠46の背面側の壁部には円周方向に沿って3本ずつのスリット85、86がそれぞれ形成される。
Next, a
次に以上のような構成に係るレンズ装置の組立ての動作を説明する。まず3枚のレンズ41、42、43を互いに半径方向に位置決めする。この半径方向の位置決め動作は、レンズ41のテーパ状凹部51およびリング状突部52を第2のレンズ42のテーパ状凸部57およびリング状溝58に係合させて位置決めを行なう。次に中間のレンズ42の背面側のテーパ状凹部61、62を後側のレンズ43のテーパ状凸部67、68と係合させて半径方向の位置決めを行なう。
Next, the assembling operation of the lens apparatus having the above configuration will be described. First, the three
次にこれらのレンズ41、42、43の円周方向の位置決めは、これらのレンズ41、42、43の位置決め用突部49、55、65を保持枠45の切欠き72内に挿入し、しかも別の小さな位置決め用突部50、56、66を保持枠45の凹部74内に係合させて位置決めを行なう。これによって3枚のレンズ41、42、43は半径方向および円周方向にそれぞれ位置決めされた状態で保持枠45の保持筒71内に図5および図6に示すように収納される。
Next, the positioning of the
このような状態において、背面側から図19および図20に示す押え枠46を保持枠45の保持筒71の外周面に嵌合させる(図6参照)。そして押え枠46の外周側であって先端部に設けられている爪83を保持枠45の保持筒71の外周側であって最奥部に形成される係合用リブ75の傾斜面76に引掛け、この状態で上記押え枠46を保持枠45に対して図15において時計方向に回転させる。すると押え枠46の爪83が保持枠45の係合用リブ75の傾斜面76内を上昇し、やがて凹所77に落込んで爪83と係合用リブ75とが係合され、図6に示す状態になる。この状態は3枚のレンズ41、42、43が正しく位置決めされた状態で保持枠45に収納され、しかも押え枠46によって押えられた状態である。
In such a state, the
このように本実施の形態においては、3枚のプラスチックレンズ41、42、43から成るレンズ装置であって、これらのプラスチックレンズ41、42、43の材質は、エポキシ・ベースの熱可塑性樹脂から構成される。そしてレンズ41のテーパ状凹部51とレンズ42のテーパ状凸部57とによってレンズ41、42の両者を相対的に位置決めし、さらにレンズ42のテーパ状凹部61とレンズ43のテーパ状凸部67とを互いに位置決めしている。
As described above, in the present embodiment, the lens device includes three
なおこれらの位置決めのためのテーパ状凹部51、61、テーパ状凸部57、67は何れも表面を鏡面加工することが好ましく、さらにそれらのテーパの角度はここでは例えば45度にしている。そしてそれぞれのレンズ41、42、43はレンズが厚み方向にガタを有するとともに、テーパ状凹部51、テーパ状凸部57、テーパ状凹部61、テーパ状凸部67以外では位置決めがなされないようにしている。
In addition, it is preferable to mirror-finish the surfaces of the tapered
さらに3枚のレンズ41、42、43はその順番に保持枠45の保持筒71内に組付け、最後に押え枠46を保持枠45内に組込むようにしている。ここで保持枠45の前面側の穴の部分に押え枠46の爪83を入れて押え枠46を保持枠45に対して回転させることによって、爪83が保持枠45の係合用リブ75の傾斜面76を乗越え、凹所77に係合させてバヨネット方式の係合による結合を図るようにしている。このときに押え枠46のスリット85、86によって生ずるばね性を利用し、押圧用突部84によって後側のレンズ43の背面側を押圧し、これによって保持枠45に対して3枚のレンズ41、42、43を弾性的に保持させている。
Further, the three
従ってこのようなレンズ装置によれば、3枚のプラスチックレンズ41、42、43間の位置精度が、保持枠45を介することなくこれらのレンズ41、42、43にそれぞれ設けられているテーパ状凹部51、テーパ状凸部57、テーパ状凹部61、テーパ状凸部67によって決定することができ、位置決め精度が容易に出る。また複数枚の同一材料から成るプラスチックレンズ41、42、43を組合わせているために、温度特性による膨張が同じようになり、レンズ41、42、43間のずれが生じなくない。またこれらのレンズ41、42、43の材料としてプラスチックを用いることによってコストダウンが図られるとともに、軽量化を同時に達成できる。
Therefore, according to such a lens device, the positional accuracy between the three
またこのようなレンズ装置は、とくに図5および図6に示すように、保持枠45内に3枚のレンズ41〜43を収納し、押え枠46を背面側から嵌合させて回転させるだけでよく、組立てが非常に容易になるとともに、人手によって容易に組立てができるようになり、自動的な組立て設備を必要としないばかりか、熱加締めの設備も不要になる。また熱加締めを必要としないために、プラスチックレンズ41、42、43に熱ストレスをかけなくて済むようになる。また押え枠46を組立て方向とは逆方向に回転させて背面側へ引抜くことによって、このレンズ装置が容易に分解できる。従って簡単に修理ができるようになるとともに、場合によってはプラスチックレンズ41、42、43を取外して再利用することもできる。
In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, such a lens device has a configuration in which three
次に別の実施の形態を図21によって説明する。この実施の形態は3枚のレンズ41、42、43の半径方向の位置決めを、テーパ状凹部51、テーパ状凸部57、テーパ状凹部61、テーパ状凸部67によって行なう構成に代えて、レンズ41、42、43の円周方向に延びる位置決め用段部を利用して半径方向の位置決めを行なうものである。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the three
レンズ41の背面側の部分には凹状の位置決め用段部91が形成され、レンズ42の前面側には上記位置決め用段部91と係合される凸状の位置決め用段部92が形成される。またレンズ42の背面側には凹状の位置決め用段部93が形成される。これに対してレンズ43の前面側には凸状の位置決め用段部94が形成される。
A
従ってレンズ41の背面側の凹状の位置決め用段部91とレンズ42の前面側の凸状の位置決め用段部92とを互いに係合させてレンズ41、42間の位置決めを行なう。またレンズ42の背面側の凹状の位置決め用段部93をレンズ43の前面側の凸状の位置決め用段部94と係合させる。これによって3枚のレンズ41、42、43の半径方向の位置決めを行なう。なおこれらのレンズ41〜43の円周方向の位置決めおよび保持枠45に対する押え枠46による固定構造は上記実施の形態と同様である。
Therefore, the
従ってこのような構成によれば、4つの位置決め用段部91〜94を利用して3枚のレンズ41〜43の半径方向の位置決めを行なうことが可能になる。ここでこれらの位置決め用段部91〜94はともにレンズ41〜43の円周方向に形成される段部である。そしてそれらの嵌合精度によって半径方向の位置決め精度が決定される。このことは逆に言えば、嵌合精度を利用して位置決めの精度を任意に調整することができるようになる。
Therefore, according to such a configuration, it becomes possible to position the three
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる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で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レンズ装置の内のとくに画枠設定用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、例えばデジタルスチルカメラ等の他の光学機器のレンズ装置にも広く適用可能である。 Although the invention included in the present application has been described with the illustrated embodiment, the invention included in the present application is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the invention included in the present application. Is possible. For example, the above embodiment is applied to a lens for setting an image frame in a lens device of a video camera. However, the present invention is a lens device of other various optical devices such as a digital still camera. Also widely applicable.
本願発明はビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のように複数枚のレンズを組合わせて保持枠に保持するようにしたレンズ装置に広く適用可能である。 The present invention can be widely applied to a lens apparatus in which a plurality of lenses are combined and held in a holding frame, such as a video camera or a digital still camera.
1‥‥レンズ群(対物レンズ)、2‥‥レンズ群(画枠設定用)、3‥‥レンズ群(補正用)、4‥‥レンズ群(フォーカス用)、5‥‥鏡筒、10‥‥レンズ装置、11、12‥‥支軸、13‥‥磁気回路、13a、13b‥‥サーボモータ、14‥‥可動コイル、15a、15b‥‥軸支持部、16‥‥保持枠、17‥‥可動コイル、18a、18b‥‥軸支持部、19‥‥保持枠、22‥‥マグネット、23‥‥MRセンサ(画枠設定)、24‥‥マグネット、25‥‥MRセンサ(フォーカス用)、31‥‥撮像素子、32‥‥A/D変換器、33‥‥撮像信号処理回路、34‥‥検波回路、35‥‥中央制御ユニット(CPU)、36‥‥メモリ、37‥‥サーボ回路、41〜43‥‥レンズ、44‥‥固定絞り、45‥‥保持枠、46‥‥押え枠、49、50‥‥位置決め用突部、51‥‥テーパ状凹部、52‥‥リング状突部、55、56‥‥位置決め用突部、57‥‥テーパ状凸部、58‥‥リング状溝、61、62‥‥テーパ状凹部、65、66‥‥位置決め用突部、67、68‥‥テーパ状凸部、71‥‥保持筒、72、73‥‥切欠き、74‥‥凹部、75‥‥係合用リブ、76‥‥傾斜面、77‥‥凹所、78‥‥被ガイド筒、79‥‥アーム、80‥‥挿通孔、83‥‥爪、84‥‥押圧用突部、85、86‥‥スリット、91‥‥位置決め用段部(凹)、92‥‥位置決め用段部(凸)、93‥‥位置決め用段部(凹)、94‥‥位置決め用段部(凸)
DESCRIPTION OF
Claims (14)
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置。 In a lens device that is assembled to overlap a plurality of lenses,
A tapered concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a tapered convex portion is formed in the other adjacent lens, and the tapered concave portion and the tapered convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. A lens device that performs positioning in a radial direction.
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行なうことを特徴とするレンズ装置。 In a lens device assembled by overlapping a plurality of lenses,
A stepped concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a stepped convex portion is formed in the other adjacent lens, and the stepped concave portion and the stepped convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. A lens device that performs positioning in a radial direction.
軸線方向に互いに隣接する一方のレンズにテーパ状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズにテーパ状凸部を形成し、前記テーパ状凹部と前記テーパ状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置。 In a lens device that is assembled to overlap a plurality of lenses,
A tapered concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a tapered convex portion is formed in the other adjacent lens, and the tapered concave portion and the tapered convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. Perform radial positioning,
A lens device, wherein the plurality of lenses are housed in a holding frame, and the plurality of lenses are pressed by a pressing frame.
軸線方向の互いに隣接する一方のレンズに段状凹部を形成するとともに、隣接する他方のレンズに段状凸部を形成し、前記段状凹部と前記段状凸部とを互いに凹凸嵌合させて半径方向の位置決めを行ない、
前記複数のレンズを保持枠内に収納し、押え枠によって前記複数のレンズを押えることを特徴とするレンズ装置。 In a lens device that is assembled to overlap a plurality of lenses,
A stepped concave portion is formed in one lens adjacent to each other in the axial direction, a stepped convex portion is formed in the other adjacent lens, and the stepped concave portion and the stepped convex portion are fitted to each other in a concave-convex manner. Perform radial positioning,
A lens device, wherein the plurality of lenses are housed in a holding frame, and the plurality of lenses are pressed by a pressing frame.
14. The lens device according to claim 13, wherein the engagement between the claw and the engagement hole is a bayonet type engagement.
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