JP2005308779A

JP2005308779A - レンズ装置の温度補償構造

Info

Publication number: JP2005308779A
Application number: JP2004121522A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yamamoto; 山本　　茂
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-04
Also published as: EP1586927A1; US20050232619A1

Abstract

【課題】本発明は、レンズ装置を大きくすることなくレンズの補正移動量を大きくとることができるレンズ装置の温度補償構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の温度補償構造３４は、大小２本の金属製リング体６０、６２と、大小２本の樹脂製リング体６４、６６とから構成される。これらのリング体６０、６２、６４、６６は、それぞれ径が異なっており、撮影光軸Ｐを中心とする同心円上に交互に重ねられて配置されている。また、リング体６０、６２、６４、６６は、各々が所定の位置で連結されるとともに、最外周部に位置する金属製リング体６０がレンズ鏡胴１８に固定され、最内周部に位置する樹脂製リング体６６が前マスターレンズ２６側に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明はレンズ装置の温度補償構造に係り、特に温度変化に起因するピントのずれを、自動で補正することができるレンズ装置の温度補償構造に関する。

テレビカメラに使用されるＥＮＧレンズ装置等のテレビカメラ用レンズ装置は、例えば２０°Ｃの温度環境下において、所定の結像位置にピントが合うようにレンズ設計されているため、撮影現場の気温によってレンズ鏡胴が熱膨張又は熱収縮することにより、合焦位置が結像位置からずれるという問題が生じる。このため、温度変化に起因するピントのずれを、自動で補正しようとする温度補償構造が従来から提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の温度補償構造は、金属と樹脂の線膨張係数の差を利用し、金属鏡胴に取り付けたレンズの温度変化による移動量を、樹脂鏡胴に取り付けられているレンズの温度変化による移動量によって相殺することにより、ピントのずれを補正するものである。
特開昭５４−１９７５７号公報

しかしながら、温度補償構造ではレンズの補正移動量を大きくとることができる構造のものが望まれているが、特許文献１の温度補償構造では、レンズの補正移動量を大きくとるために金属鏡胴や樹脂鏡胴を撮影光軸方向に長くする必要があるので、レンズ装置が撮影光軸方向に長くなり、レンズ装置が無用に大型化するという欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズ装置を大きくすることなくレンズの補正移動量を大きくとることができるレンズ装置の温度補償構造を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、温度変化に起因するピントのずれを補正するピント補正レンズを備えたレンズ装置において、線膨張係数の異なる各々２個の第１の環状体及び第２の環状体が撮影光軸を中心とする同心円上に交互に重ねられて配置され、最外周部に位置する第１の環状体の一端部がレンズ装置のレンズ鏡胴に固定されるとともに、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された外側の第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が、その内側に配置された内側の第１の環状体の一端部に連結され、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された内側の第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が前記ピント補正レンズの保持枠に固定されていることを特徴としている。

また、本発明は、前記目的を達成するために、温度変化に起因するピントのずれを補正するピント補正レンズを備えたレンズ装置において、線膨張係数の異なる各々複数個の第１の環状体及び第２の環状体が配置され、最外周部に位置する第１の環状体の一端部がレンズ装置のレンズ鏡胴に固定されるとともに、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が、その内側に配置された第１の環状体の一端部に連結されるように第１の環状体の他端部に第２の環状体の他端部が、第１の環状体の一端部に第２の環状体の一端部が連結されることにより第１の環状体と第２の環状体とが同心円状に交互に配置され、最終的に第２の環状体の一端部が前記ピント補正レンズの保持枠に固定されていることを特徴としている。

本発明によれば、第１の環状体を線膨張係数が略ゼロの金属製とし、第２の環状体を線膨張係数の大きな樹脂製とした場合、最外周部に位置する第１の環状体は温度変化によって膨縮せず、この第１の環状体の内側に連結された第２の環状体が光軸方向の一方側に所定量（ａ）膨縮する。また、この第２の環状体の内側に連結された第１の環状体は温度変化によって膨縮しないが、この第１の環状体の内側に連結された第２の環状体が光軸方向の一方側に所定量（ａ）膨縮する。この第２の環状体の端部がピント補正レンズ側に固定されている場合、ピント補正レンズの補正移動量は、２個の第２の環状体の膨張量の総和（２ａ）となる。

すなわち、本発明の温度補償構造は、前述の如く２個の第２の環状体によって２ａの補正移動量を得ることができるが、２個の第２の環状体は、撮影光軸を中心とする同心円状に重ねられているため、撮影光軸に対する第２の環状体の長さが１個分の長さでもって、その２倍の補正移動量を得ることができる。したがって、本発明は、２個の第２の環状体を撮影光軸方向に連結した長さを有する温度補償構造と比較して、レンズ装置が撮影光軸方向に無用に長くならずレンズ装置が小型になる。

また、請求項３の如く各々複数の第１の環状体及び第２の環状体を備えることにより、撮影光軸に対する第２の環状体の長さが１個分の長さでもって、その複数倍の補正移動量を得ることができる。

本発明に係るレンズ装置の温度補償構造によれば、径及び線膨張係数の異なる複数の第１の環状体及び複数の第２の環状体を、撮影光軸を中心とする同心円上に交互に重ねて配置するとともに、各々所定の位置で連結し、最外周部に位置する第１の環状体の端部をレンズ鏡胴側に固定し、最内周部に位置する第２の環状体の端部をピント補正レンズ側に固定したので、レンズ装置を大きくすることなくレンズの補正移動量を大きくとることができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の温度補償構造の好ましい実施の形態を詳説する。

図１は、実施の形態の温度補償構造を有するレンズ装置１０が、テレビカメラ１２のマウント部１４に取り付けられたテレビカメラ装置１６の側面図である。レンズ装置１０は、固定のレンズ鏡胴１８にフォーカスリング２０、ズームリング２２、及びアイリスリング２４がそれぞれ回動自在に設けられている。フォーカスリング２０が手動又は不図示のドライブユニットによって回動操作されると、レンズ鏡胴１８に内蔵された不図示のフォーカスレンズがヘリコイドギヤ機構等の送り機構によって撮影光軸Ｐに沿って前後移動され、フォーカシングが行われる。また、同様にズームリング２２が回動操作されると、レンズ鏡胴１８に内蔵された不図示のズームレンズが撮影光軸Ｐに沿って前後移動され、ズーミングが行われる。さらに、アイリスリング２４が回動操作されると、レンズ鏡胴１８に内蔵された不図示の虹彩絞り装置が駆動され、絞り値が所望の値に設定される。

前記虹彩絞り装置のテレビカメラ１２側には、図１に破線で示すように前マスターレンズ（ピント補正レンズ）２６、後マスターレンズ２８が順に配置される。これにより、前記フォーカスレンズ、ズームレンズ、虹彩絞り装置、前マスターレンズ２６、及び後マスターレンズ２８を通過した被写体の光像は、テレビカメラ１２の本体３０に内蔵されたＣＣＤ３２の結像面に結像される。

図２は、ピント補正レンズである前マスターレンズ２６の近傍を拡大して示した断面図である。前マスターレンズ２６は、実施の形態の温度補償構造３４により撮影光軸Ｐに沿って前後移動され、温度変化に起因するピントのずれを補正する。この温度補償構造３４については後述する。

前マスターレンズ２６の被写体側（図２において左側）には、前述した虹彩絞り装置３６が配置される。この虹彩絞り装置３６は、レンズ鏡胴１８に回動支持されているアイリスリング２４を回動操作することにより駆動され、その絞り開口が拡縮される。

また、虹彩絞り装置３６の被写体側には、前述したズームレンズを構成する後群レンズ３８が配置されている。この後群レンズ３８はレンズ保持枠４０に保持されるとともに、レンズ保持枠４０の端部に突設されたカムピン４２がカム筒４４のカム溝４６に嵌合される。また、カムピン４２は、カム溝４６に貫通され、その先端部が固定筒４８の直進溝５０に嵌合されている。固定筒４８はレンズ鏡胴１８に固定されているが、カム筒４４は、撮影光軸Ｐを中心に回動自在に配置されている。このカム筒４４の所定の位置には連結ピン５２が突設され、この連結ピン５２は、固定筒４８の撮影光軸Ｐに対し直交方向に形成されたスリット５４を介してズームリング２２の内周面に固着されている。したがって、ズームリング２２が回動操作されると、連結ピン５２を介してカム筒４４が撮影光軸Ｐを中心に回動されるので、後群レンズ３８がカム溝４６と直進溝５０とによる直進ガイド作用によって撮影光軸Ｐに沿って前後移動する。なお、後群レンズ３８の被写体側には、ズームレンズを構成する前群レンズ（不図示）が設けられ、この前群レンズも同様の駆動機構によって駆動される。これらの前群レンズ及び後群レンズ３８の移動によってズーミングがなされる。

前マスターレンズ２６のテレビカメラ１２側（図２において右側）には、後マスターレンズ２８が配置される。後マスターレンズ２８は、レンズ保持枠５６に保持されるとともに、このレンズ保持枠５６が連結部材５８を介してレンズ鏡胴１８に固定されることにより、レンズ鏡胴１８の後部所定位置に固定されている。

次に、温度補償構造３４について説明する。

実施の形態の温度補償構造３４は、大小２本の金属製リング体（第１の環状体）６０、６２と、大小２本の樹脂製リング体（第２の環状体）６４、６６とから構成される。これらのリング体６０、６２、６４、６６は図３の如く、それぞれ径が異なっており、撮影光軸Ｐを中心とする同心円上に交互に重ねられて配置されている。

最外周に位置する金属製リング体６０は、図３に示すように、９０°折曲された右端部（一端部）６０Ａがレンズ鏡胴１８に固定されている。また、金属製リング体６０の左端部（他端部）６０Ｂは、金属製リング体６０の内側に配置された樹脂製リング体６４の左端部（他端部）６４Ｂに固定されている。樹脂製リング体６４の右端部（一端部）６４Ａは、樹脂製リング体６４の内側に配置された金属製リング体６２の右端部（一端部）６２Ａに固定され、金属製リング体６２の左端部（他端部）６２Ｂは、金属製リング体６２の内側に配置された樹脂製リング体６６の左端部（他端部）６６Ｂに固定されている。そして、樹脂製リング体６６の右端部（一端部）６６Ａは、樹脂製リング体６６の内側に配置された、前マスターレンズ２６のレンズ保持枠６８に固定されている。したがって、前マスターレンズ２６は、温度補償構造３４を介してレンズ鏡胴１８に支持されている。

次に、前記の如く構成された温度補償構造３４の作用について説明する。

温度が高い環境下においてテレビカメラ装置１６が使用される場合、レンズ装置１０のレンズ鏡胴１８は、テレビカメラ１２のマウント部１４を起点として被写体側（図２の矢印で示した熱膨張方向）に、レンズ鏡胴１８の線膨張係数に対応した分（２ａ）だけ熱膨張する。この時、温度補償構造３４を備えていないレンズ装置の場合では、各々のレンズが全てレンズ鏡胴の熱膨張量分だけ被写体側に移動するので、自ずとピントもずれてくる。

そこで、実施の形態の温度補償構造３４によれば、図３の如く最外周部に位置する金属製リング体６０は、線膨張係数が略ゼロの金属製なので温度変化によって膨縮せず、この金属製リング体６０の内側に連結された樹脂製リング体６４が、レンズ鏡胴１８の熱膨張方向とは反対の補正方向（テレビカメラ側方向）に、その線膨張係数に対応した分（ａ）だけ熱膨張する。また、この樹脂製リング体６４の内側に連結された金属製リング体６２は温度変化によって膨縮しないが、この金属製リング体６２の内側に連結された樹脂製リング体６６が前記補正方向に、その線膨張係数に対応した分（ａ）だけ熱膨張する。したがって、樹脂製リング体６４、６６の膨張量の総和は２ａとなり、その逆方向に２ａだけ熱膨張しているレンズ鏡胴１８の熱膨張量と相殺されるので、温度が高い環境下でもピントが合った状態が維持される。

このように、実施の形態の温度補償構造３４は、前述の如く２本の樹脂製リング体６４、６６によって２ａの補正移動量を得ることができるが、２本の樹脂製リング体６４、６６は、撮影光軸Ｐを中心とする同心円状に重ねられているため、撮影光軸Ｐに対する樹脂製リング体６４の長さが１本分の長さでもって、その２倍の補正移動量を得ることができる。

したがって、実施の形態の温度補償構造３４は、２本の樹脂製リング体６４、６６を撮影光軸方向に連結した長さを有する温度補償構造と比較して、レンズ装置１０が撮影光軸方向に無用に長くならずレンズ装置１０が小型になる。

なお、これらリング体の本数は各々２本に限定されるものではなく、各々３本以上であってもよい。図４は、各々３本設けられた温度補償構造の断面図であり、図３に示した温度補償構造３４の最内側に配置された樹脂製リング体６６の右端部（一端部）６６Ａに、その内側に配置された金属製リング体６７の右端部（一端部）６７Ａを固定し、金属製リング体６７の左端部（他端部）６７Ｂを、その内側に配置された樹脂製リング体６９の左端部（他端部）６９Ｂに固定し、そして、樹脂製リング体６９の右端部（一端部）６９Ａを前マスターレンズ２６のレンズ保持枠６８に固定している。この温度補償構造によれば、撮影光軸Ｐに対する樹脂製リング体６４の長さが１本分の長さでもって、その３倍の補正移動量を得ることができる。

なお、実施の形態では、第１の環状体を金属製リング体とし、第２の環状体を樹脂製リング体としたが、この逆でもよい。

第１の実施の形態のレンズ装置の温度補償構造が適用されたテレビカメラ装置の側面図第１の実施の形態のレンズ装置の温度補償構造の要部側断面図第１の実施の形態のレンズ装置の温度補償構造の要部拡大断面図第２の実施の形態のレンズ装置の温度補償構造の要部拡大断面図

符号の説明

１０…レンズ装置、１２…テレビカメラ、１６…テレビカメラ装置、２６…前マスターレンズ、２８…後マスターレンズ、３２…ＣＣＤ、６０、６２、６７…金属製リング体、６４、６６、６９…樹脂製リング体、６８…レンズ保持枠

Claims

温度変化に起因するピントのずれを補正するピント補正レンズを備えたレンズ装置において、
線膨張係数の異なる各々２個の第１の環状体及び第２の環状体が撮影光軸を中心とする同心円上に交互に重ねられて配置され、
最外周部に位置する第１の環状体の一端部がレンズ装置のレンズ鏡胴に固定されるとともに、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された外側の第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が、その内側に配置された内側の第１の環状体の一端部に連結され、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された内側の第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が前記ピント補正レンズの保持枠に固定されていることを特徴とするレンズ装置の温度補償構造。
温度変化に起因するピントのずれを補正するピント補正レンズを備えたレンズ装置において、
線膨張係数の異なる各々複数個の第１の環状体及び第２の環状体が配置され、
最外周部に位置する第１の環状体の一端部がレンズ装置のレンズ鏡胴に固定されるとともに、該第１の環状体の他端部が、その内側に配置された第２の環状体の他端部に連結され、該第２の環状体の一端部が、その内側に配置された第１の環状体の一端部に連結されるように第１の環状体の他端部に第２の環状体の他端部が、第１の環状体の一端部に第２の環状体の一端部が連結されることにより第１の環状体と第２の環状体とが同心円状に交互に配置され、最終的に第２の環状体の一端部が前記ピント補正レンズの保持枠に固定されていることを特徴とするレンズ装置の温度補償構造。