JP2005091620A - レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの光学調整を容易かつ低コストに行うことができるレンズ鏡筒、及びそのレンズ鏡筒を備えた光学機器を提供する。
【解決手段】 本発明のレンズ鏡筒においては、１群保持枠３の押し付けアーム３５及び当接部５２からなる挟持部によって１群レンズ枠２の突条２２を弾性的に挟持する構成を有する。このため、この当接力によって１群レンズ枠２が１群保持枠３に対してガタつくこともなく、１群レンズ枠２を回動させるという簡易な操作によりその光軸方向の位置を３段階に調整することができる。この当接力は１群レンズ枠２と１群保持枠３との嵌合部の形状により実現されるため、１群レンズ枠２を固定するための部品を別途用意する必要もなく、レンズ鏡筒の第１レンズ１の光学調整を容易に行うことができるとともに、省スペース化を図ることができる。また、別部品を要しないため、レンズ鏡筒を組み込んだ光学機器を低コストに製造することができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光軸方向のレンズの進退機構を有するレンズ鏡筒、及びそのレンズ鏡筒を備えた光学機器に関する。

従来、カメラ等の光学機器のレンズ鏡筒におけるズームやフォーカス等のために複数のレンズの間隔を調整する機構としては、レンズ枠にスペーサを挟んで微調整するものや、ヘリコイドネジによってレンズ枠を光軸方向に進退させるものが一般的であった。

しかし、前者の機構では、調整用のスペーサを最適なものに組み替えるためのレンズ枠の脱着に多くの工数がかかる。また、後者の機構では、ヘリコイドネジのガタつきによって光学機器の諸機能に悪影響を生じさせる虞があるといった問題があった。

こうした中、例えばレンズを支持する保持枠の基準面を階段状に形成し、レンズ枠を自軸周りに回転させることにより使用する基準面を変え、レンズの光軸方向の位置を調整するものが提案されている（例えば特許文献１）。

この技術では、レンズ枠の後部に設けられた突起を保持枠のいずれかの階段面に突き当てることにより最適な光学調整状態を実現しており、その光学調整が行われた後、レンズ枠を保持枠に接着等により固定している。
特開２００２−３５０７０２号公報

しかしながら、上記特許文献記載の技術は、光学調整の最中にレンズを基準面に保持することができないため、調整時にレンズが浮いてしまうという問題があった。この場合、レンズ枠を基準面に押し付ける機構を、金属等からなる別部品として別途設けることも考えられるが、部品点数が増え、コストや設置スペース上の問題が発生してしまう。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レンズの光学調整を容易かつ低コストに行うことができるレンズ鏡筒、及びそのレンズ鏡筒を備えた光学機器を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を保持する保持枠と、前記レンズ枠と前記保持枠とを、その弾性力により光軸方向に所定の当接力を持たせた状態で嵌合させ、前記レンズ枠をその嵌合状態を保持しつつ自軸周りに回動させることにより、前記保持枠における前記レンズ枠の光軸方向の位置を複数位置に調整できるように構成された調整機構と、を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒が提供される。

このようなレンズ鏡筒によれば、調整機構が保持枠とレンズ枠との嵌合部の形状により実現されており、レンズ枠は自軸周りに回動させられると、その嵌合部の形状に沿って保持枠に対して光軸方向に移動する。その際、保持枠とレンズ枠との間には所定の当接力が作用しているため、レンズ枠を安定した嵌合状態でその光軸方向に移動させることができ、外力により支えることなく、その光学方向の所望の位置でこれを静止させることができる。

具体的には、上記調整機構を、レンズ枠及び保持枠のいずれか一方に周設され、その光軸方向の位置が周方向に沿って変化する係止部と、レンズ枠及び保持枠の他方に設けられ、上記係止部を光軸方向の両側から所定の弾性力で挟持する挟持部とにより構成することができる。この挟持部は、係止部に対して光軸方向の少なくとも一方の側に配置された部分が可撓性を有し、その弾性反力により係止部に所定の当接力を付与する。

本発明のレンズ鏡筒によれば、レンズ枠と保持枠との間の当接力によってレンズ枠が保持枠に対して浮くこともなく、レンズ枠を回動させるという簡易な操作によりその光軸方向の位置を複数位置に調整することができる。この当接力は保持枠とレンズ枠との嵌合部の形状により実現されるため、レンズ枠を固定するための部品を別途用意する必要もない。このため、レンズ鏡筒のレンズの光学調整を容易に行うことができるとともに、省スペース化を図ることができる。その結果、そのレンズ鏡筒を組み込んだ光学機器を低コストに提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、本発明をデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒に適用したものである。図１は本実施の形態のレンズ鏡筒の分解斜視図である。

同図に示すように、本実施の形態のレンズ鏡筒は、第１レンズ１，１群レンズ枠２，１群保持枠３，２群ユニット４，カム環５，直進案内環６，固定環７，回転環８，後部鏡筒９，第２レンズ１０，３群ユニット１１等の複数の部品をその光軸方向（一点鎖線）に組み付けて構成されている。尚、これらの各部品の用途及び機能については公知であるため、その説明については省略する。尚、以下の説明では、便宜上、図１における光軸方向を基準に図中下方を前方、図中上方を後方と表現することがある。

次に、本発明の主要部であるレンズ枠と保持枠との組み付け構造について、１群レンズ枠２と１群保持枠３との関係を例に説明する。図２は第１レンズ１を装着した状態の１群レンズ枠２を表す斜視図であり、図３は１群レンズ枠２の主要部の構造を斜め側方からみた斜視図である。さらに、図４は１群保持枠３を表す斜視図である。

図２及び図３に示すように、１群レンズ枠２は、ポリカーボネイトガラスを３０％含有する樹脂材を射出成形（一体成形）して構成され、内周に第１レンズ１を嵌合装着して保持する円筒状の本体２１を有し、その外周面には、一定の高さで周方向に延びる３つの帯状の突条２２（係止部）が等間隔で周設されている。隣接する突条２２の間に形成されるスリット部２３は、１群レンズ枠２を１群保持枠３に組み付ける際に、後述する１群保持枠３の挟持部の通過経路となる。

この突条２２は、図３に明瞭に示されるように、その光軸方向の位置が３段階に変化する階段状に形成されている。すなわち、突条２２は、１群保持枠３の後述する挟持部に最初に当接する導入部４０，その後１群レンズ枠２を自軸周りに回動させることによりその挟持部に順次当接する第１当接部４１，第２当接部４２，第３当接部４３を有する。導入部４０及び各当接部は光軸方向に一定の幅を有する長方形状をなし、その前後には光軸に垂直な当接面を有する。各当接部の前側当接面には、後述する１群保持枠３の挟持部を係止させる係止溝４４が形成されている。そして、光軸方向後方から前方にかけて導入部４０，第１当接部４１，第２当接部４２，第３当接部４３がこの順に位置するように配置され、隣接する導入部４０及び各当接部の間が光軸に対して斜面をなす架橋部４５によって接続されている。

また、本体２１の前面側には、内周側に開放された溝状の接着溜まり２５が周方向に等間隔（１２０度おき）に設けられており、第１レンズ１を組み付けた後に接着剤を付与することにより、第１レンズ１を１群レンズ枠２に接着固定できるようになっている。

図４に示すように、１群保持枠３は、ポリカーボネイトガラスを３０％含有する樹脂材を射出成形（一体成形）して構成され、円筒状の本体３１を有し、その前端周縁から内径方向に所定量延出して円環状に形成された前壁部３２を有する。この前壁部３２の内側先端縁によって、１群レンズ枠２の突条２２を含む最外径とほぼ同径の円形挿通孔３３が形成されている。また、前壁部３２には、１２０度おきに内向きに開放された一対のスリット３４が形成され、その一対のスリット３４間には、光軸に垂直な内径方向に延出する押し付けアーム３５が設けられている。この押し付けアーム３５は、その先端部が円形挿通孔３３内に所定量突出し、前後方向の可撓性を有する。

また、前壁部３２の内周縁からは、その押し付けアーム３５に対応する位置を除いて一旦後方に延出した後、その後端部にて内径方向に延出して構成された支持部５１が形成されている。各支持部５１の上記スリット３４の近傍には、前方に突出した当接部５２が設けられており、その当接部５２の前面が光軸に垂直な基準面を形成する。この当接部５２と押し付けアーム３５とによって、１群レンズ枠２の各当接部に当接しつつこれを挟持する挟持部が構成される。また、前壁部３２の当接部５２に対応する位置には、その前面に開放した溝状の接着溜まり５３が設けられており、１群レンズ枠２を組み付けた後に接着剤を付与することにより、１群レンズ枠２を接着固定できるようになっている。

次に、本実施の形態のレンズ鏡筒の組み付け方法及びそのレンズの調整方法について、図１を参照しながら説明する。
レンズ鏡筒の組み付けにおいては、まず１群レンズ枠２の後部固定部に第２レンズ１０を接着固定し、続いて、第１レンズ１を第２レンズ１０の反射芯を基準に調芯する。本実施の形態では、第１レンズ１の外径が１群レンズ枠２の内径よりも０．４ｍｍ程度小さく構成され、１群レンズ枠２内で±０．２ｍｍ程度のシフト調芯ができるようになっている。そして、調芯が完了すると、１群レンズ枠２の接着溜まり２５に接着剤を塗布して第１レンズ１を固定する。

続いて、上記１群保持枠３，２群ユニット４，カム環５，直進案内環６，固定環７，回転環８，後部鏡筒９及び３群ユニット１１の部品を組み立て、１群レンズ枠２に収容されるユニット以外の鏡筒部分を完成させ、その後、１群保持枠３に対して１群レンズ枠２を組み付けて固定する。

次に、１群レンズ枠２の１群保持枠３への固定構造及び固定方法について説明する。図５は１群レンズ枠２と１群保持枠３とを組み付けた状態を表す斜視図であり、図６はレンズ位置の調整機構の構成及び調整方法の概略を表す説明図である。尚、図６においては、図中上側が前方、下側が後方をそれぞれ表している。

１群レンズ枠２を１群保持枠３に組み付ける際には、まず１群レンズ枠２を、そのスリット部２３の位置を１群保持枠３の押し付けアーム３５の位置に合せるようにして１群保持枠３側に押し込む。そして、１群レンズ枠２の突条２２の後側当接面が、１群保持枠３の当接部５２の基準面に当接すると、１群レンズ枠２を光軸を中心として図５における時計周りに回動させる。

このとき、図６（ａ）に示すように、まず１群レンズ枠２の突条２２の導入部４０が押し付けアーム３５に差し掛かり、さらに１群レンズ枠２を回動させると、同図（ｂ）に示すように、押し付けアーム３５が架橋部４５を介して第１当接部４１に乗り上げ、突条２２が押し付けアーム３５と当接部５２とにより構成される挟持部に挟持される。このとき、１群レンズ枠２は、１群保持枠３に対して光軸方向後方に移動する。

そして、同図（ｂ）の状態からさらに１群レンズ枠２を回動させると、同図（ｃ）に示すように、押し付けアーム３５が架橋部４５を介して第２当接部４２に乗り上げ、さらに１群レンズ枠２を回動させると、同図（ｄ）に示すように、押し付けアーム３５が架橋部４５を介して第３当接部４３に乗り上げる。その間、１群レンズ枠２は、１群保持枠３に対して光軸方向後方に順次移動する。

以上の動作を逆に行うことにより、１群レンズ枠２を１群保持枠３に対して光軸方向前方に順次移動させることもできる。このようにして、１群保持枠３に対する１群レンズ枠２の位置を所望の位置に調整することができ、その結果、レンズ鏡筒内における第１レンズ１の位置を調整することができる。本実施の形態では、同図（ｅ）に示すように、押し付けアーム３５と当接部５２による挟持部が突条２２の中央位置にあるとき（つまり、第１当接部４１と第２当接部４２とを跨いだ状態となるとき）を、設計上の正規の調整位置（０）に設定している。そして、組み付け誤差等により、１群レンズ枠２の位置がずれたときには、これを回動させることにより、光軸方向前方（+）又は光軸方向後方（−）に移動させることができるようになっている。

尚、突条２２は、光軸方向の幅が常に一定となるように構成され、同図（ｅ）に示すように、第１当接部４１の前面と導入部４０の後面との間隔，第２当接部４２の前面と第１当接部４１の後面との間隔，第３当接部４３の前面と第２当接部４２の後面との間隔が、それぞれ一定間隔ｈに保持されている。一方、押し付けアーム３５と当接部５２との間隔は、外力が加わらない状況において間隔ｈよりもやや小さくなっている。このため、押し付けアーム３５と当接部５２との間に突条２２が介装されて１群レンズ枠２が光軸方向に移動する間は押し付けアーム３５が光軸方向に所定量弾性変形し、その反力（当接力）によって突条２２がガタつくことなく、しっかりと保持される。また、間隔ｈが常に一定になるように構成されているため、押し付けアーム３５による１群レンズ枠２への押圧力が大きく変化することがない。このため、１群レンズ枠２の位置調整量が大きくても、押し付けアーム３５の撓みが調整精度に影響を与えることもない。

そして、図５に示すように、１群レンズ枠２を１群保持枠３に組み付けた状態で、第１レンズ１と第２レンズ１０との間隔が設計値通りかどうかを確認するフランジバックの検査を行う。このとき検査に合格すれば、接着溜まり５３に接着剤を充填することにより、１群レンズ枠２と１群保持枠３とを接着固定する。不合格であれば、前述のように１群レンズ枠２の１群保持枠３に対する光学方向の位置調整を行う。

以上に説明したように、本実施の形態のレンズ鏡筒によれば、押し付けアーム３５及び当接部５２からなる挟持部と突条２２との間の当接力によって１群レンズ枠２が１群保持枠３に対してガタつくこともなく、１群レンズ枠２を回動させるという簡易な操作によりその光軸方向の位置を３段階に調整することができる。この当接力は１群レンズ枠２と１群保持枠３との嵌合部の形状により実現されるため、１群レンズ枠２を固定するための部品を別途用意する必要もなく、レンズ鏡筒の第１レンズ１の光学調整を容易に行うことができるとともに、省スペース化を図ることができる。また、別部品を要しないため、レンズ鏡筒を組み込んだ光学機器を低コストに製造することができる。さらに、押し付けアーム３５の撓み量が一定であるため、１群レンズ枠２の位置調整に際してその撓みが支障を及ぼすこともない。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態では、１群レンズ枠２の１群保持枠３に対する調整位置を３段階に設定した例を示したが、２段階又は４段階以上に設定することもできる。また、上記実施の形態では、突条２２を光軸方向の位置が複数段に変化するように階段状の連続形状に構成した例を示したが、押し付けアーム３５と当接部５２とによる挟持動作に支障のない範囲であれば、突条２２を不連続に形成することもできる。

また、突条２２を階段状ではなく、連続的な斜面のように構成し、光軸方向の位置が滑らかに変化するように構成することもできる。このように構成することで、１群レンズ枠２の光軸方向の位置を微調整することができる。

また、上記実施の形態では、突条２２を１群レンズ枠２側に設け、押し付けアーム３５と当接部５２とによる挟持部を１群保持枠３側に設けた例を示したが、逆に、突条２２を１群保持枠３側に設け、押し付けアーム３５と当接部５２とによる挟持部を１群レンズ枠２側に設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、本発明のレンズ鏡筒を１群レンズ枠２と１群保持枠３との関係に適用した例を示したが、他のレンズ枠及び保持枠からなるレンズ群にも適用できることは言うまでもない。

また、本発明のレンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラに限らず、その他のカメラ等の撮影装置や拡大鏡などの観察装置等に適用することも可能である。

レンズを装着したレンズ枠を保持枠に固定して光軸方向の位置調整をする光学機器に適用することができる。

本発明の実施の形態にかかるレンズ鏡筒を表す分解斜視図である。 レンズ鏡筒を構成するレンズ枠を表す斜視図である。 レンズ枠の主要部を表す斜視図である。 レンズ鏡筒を構成する保持枠を表す斜視図である。 レンズ枠と保持枠とを組み付けた状態を表す斜視図である。 レンズ位置の調整機構の構成及び調整方法の概略を表す説明図である。

符号の説明

１……第１レンズ、２……１群レンズ枠、３……１群保持枠、１０……第２レンズ、２２……突条、２３……スリット部、３５……押し付けアーム、４０……導入部、４１……第１当接部、４２……第２当接部、４３……第３当接部、４４……係止溝、４５……架橋部、５２……当接部

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を保持する保持枠と、
   前記レンズ枠と前記保持枠とを、その弾性力により光軸方向に所定の当接力を持たせた状態で嵌合させ、前記レンズ枠をその嵌合状態を保持しつつ自軸周りに回動させることにより、前記保持枠における前記レンズ枠の光軸方向の位置を複数位置に調整できるように構成された調整機構と、
   を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記調整機構は、
   前記レンズ枠及び前記保持枠のいずれか一方に周設され、その光軸方向の位置が周方向に沿って変化する係止部と、
   前記レンズ枠及び前記保持枠の他方に設けられ、前記係止部を光軸方向の両側から所定の弾性力で挟持する挟持部と、
   から構成されたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 前記係止部は、光軸方向の位置が複数段に変化するように階段状に形成されたことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
4. 前記係止部は、前記レンズ枠と前記保持枠との当接面が斜面からなり、その光軸方向の位置が周方向に沿って滑らかに変化するように構成されたことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
5. 前記挟持部は、前記レンズ枠又は前記保持枠に一体成形されたことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
6. 前記調整機構による調整範囲において、前記挟持部により挟持される前記係止部の間隔が一定となるように、前記係止部の形状が設定されたことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
7. 請求項１記載のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。
   
   
   
   
   

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