JP2007240734A - レンズ位置調整機構付き撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】調整用レンズの位置調整を簡単に行うことができ、耐衝撃性能が良い撮像レンズを提供する。
【解決手段】撮像レンズ１００は、調整用のレンズ１１１を支持するレンズ枠１２１と、レンズ枠１２１を支持する支持枠１３１とを備える。レンズ枠１２１に接触する支持枠調整用接触部１３４が支持枠１３１に設けられる。支持枠１３１に接触するレンズ枠調整用接触部１２４がレンズ枠１２１に設けられる。レンズ枠１２１は、レンズ枠調整用接触部１２４が支持枠調整用接触部１３４に接触した状態において、レンズ枠１２１と支持枠１３１との間の締め付け力が、支持枠調整用接触部１３４に対して垂直に加えられるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ位置調整機構を備えた撮像レンズに関するものである。特に、本発明は、レンズ交換式一眼レフカメラ用の交換レンズなどにおいて、光軸方向におけるレンズ位置の微調整を可能にする機構を備えた撮像レンズに関する。

複数のレンズを鏡筒に組み込む際に、複数のレンズの間の距離を設計値どおりに仕上げる必要がある。しかしながら、実際の設計時には、レンズ間距離と設計値との間に光軸方向の誤差が生じる為、この光軸方向の誤差を調整する必要が生じている。従来の一般的な調整方法として、レンズ枠と固定部材とのワッシャを入れて光軸方向の誤差を調整する方法が知られている。

これに対して、従来のレンズ鏡筒構造では、固定部材の外周にカム溝を有する回動部材を配置している（例えば、特許文献１参照）。また、従来の光学素子鏡筒では、第１保持部材と第２保持部材はカム係合し、第１保持部材の光軸回りの回動により、第２保持部材は第１保持部材に対して光軸方向に移動するようになっている（例えば、特許文献２参照）。また、従来の撮影用レンズの調整機構では、偏心ピンとリード溝を用いてレンズの位置を調整している（例えば、特許文献３参照）。また、従来の微小距離調整機構では、固定部材と移動部材のいずれか一方は、光軸方向の移動を可能にしたカム部を有し、光軸方向への調整を行っている（例えば、特許文献４参照）。また、従来のプラスチックレンズの保持機構では、鏡枠の固定部とプラスチックレンズのいずれか一方にピンを固着し、他方に長孔を設け、鏡枠の固定部とプラスチックレンズのいずれか一方に傾斜案内面を設けて、プラスチックレンズの光軸方向への調整を行っている（例えば、特許文献５参照）。

（特許文献のリスト）
特開２００３−２０２４７９号公報 特開２００２−１２２７６９号公報 特開２０００−７５１８３号公報 特開平１−１７３００７号公報 実開昭６２−９１６１５号公報

従来のワッシャを用いる調整方法では、レンズ位置の調整を行うごとに、ワッシャの取り外しが必要となり、調整の手間がかかる課題があった。また、従来のカムを用いる微小距離調整機構では、撮影用レンズが衝撃を受けたとき、この衝撃によって、いったんカム接合面がずれてしまうと、レンズ枠と固定部材との間に光軸方向の間隙が生じ、撮影用レンズの光学性能が低下する課題があった。また、従来の傾斜案内面を設けるプラスチックレンズの保持機構などでは、レンズの保持力が充分でない課題があった。

図７を参照すると、撮影用レンズを組み立てたとき、第１群レンズ系（図示せず）は第１群レンズ枠４２１に固定される。第１群レンズ枠４２１は、第１群支持枠４３１に固定される。カム面を構成する支持枠調整用接触部４３４が第１群支持枠４３１に設けられる。支持枠調整用接触部４３４は、光軸方向１０８に対して角度をなすように形成される。支持枠取付面を構成するレンズ枠調整用接触部４２４が第１群レンズ枠４２１に設けられる。レンズ枠調整用接触部４２４は、光軸方向１０８に垂直な平面に対して角度をなすように形成される。固定ねじ４４０が、レンズ枠調整用接触部４２４と支持枠調整用接触部４３４とを接触させた状態で、第１群レンズ枠４２１を第１群支持枠４３１に固定する。固定ねじ４４０は、第１群レンズ枠４２１に設けられた円弧状長孔を貫通するように第１群支持枠４３１に固定（セルフタップ）される。この状態では、固定ねじ４４０の頭部４４２の下面は、第１群レンズ枠４２１の光軸方向１０８に対して垂直な、ねじ頭受け面４２８に接触している。

図８を参照すると、撮影用レンズが衝撃を受けると、第１群レンズ枠４２１は、光軸方向１０８に対して垂直な方向に移動することがある。第１群レンズ枠４２１が移動すると、固定ねじ４４０の頭部４４２の下面は、第１群レンズ枠４２１のねじ頭受け面４２８と接触しなくなり、固定ねじ４４０の頭部４４２の下面と、ねじ頭受け面４２８との間に間隙（いわゆる、「ガタ」）ＧＰが発生する。衝撃によりこのような間隙ＧＰが発生することによって、撮影用レンズの光学性能は低下するおそれがあった。

図９を参照すると、固定ねじ４４０の第１群レンズ枠４２１に対する締め付け力ＦＣは、支持枠調整用接触部４３４に垂直方向の法線力ＦＮと、支持枠調整用接触部４３４に沿った方向の接線力ＦＴとに分散される。したがって、接線力ＦＴが生じることによって、固定ねじ４４０を固定するための法線力ＦＮが締め付け力ＦＣより小さくなる。その結果、撮影用レンズが衝撃を受けると、第１群レンズ枠４２１は、光軸方向１０８に対して垂直な方向に移動するおそれが生じている。上記間隙ＧＰの発生による不具合を防止するため、従来は、頭部４４２の下面と、ねじ頭受け面４２８とに接着剤などを用いていた。

本発明の目的は、レンズ位置の調整を簡単に行うことができる撮像レンズを提供することにある。また、本発明の他の目的は、耐衝撃性能が良い撮像レンズを提供することにある。また、本発明の他の目的は、構造が簡易であって部品の製造組立が容易なレンズ位置調整機構を含む撮像レンズを提供することにある。

本発明は、複数のレンズを含む撮像レンズであって、前記複数のレンズのうちの位置調整用のレンズを光軸方向に移動させる調整機構を備えた撮像レンズにおいて、前記位置調整用の調整レンズを支持するレンズ枠と、前記レンズ枠を支持する支持枠とを備えるように構成した。本発明の撮像レンズでは、前記レンズ枠に接触する支持枠調整用接触部が前記支持枠に設けられ、前記支持枠に接触するレンズ枠調整用接触部が前記レンズ枠に設けられる。前記レンズ枠は、前記レンズ枠調整用接触部が前記支持枠調整用接触部に接触した状態において、前記レンズ枠と前記支持枠との間の締め付け力が、前記支持枠調整用接触部に対して垂直に加えられるように構成されることを特徴とする。この構成により、レンズ位置の調整を簡単に行うことができる。

本発明の撮像レンズでは、前記支持枠調整用接触部は「らせん面」として形成され、前記レンズ枠調整用接触部は、前記支持枠調整用接触部と接触する「らせん面」として形成され、前記締め付け力は、前記支持枠調整用接触部の「らせん面」が前記支持枠調整用接触部の「らせん面」に接触した状態において、固定部材によって前記レンズ枠を前記支持枠に固定するように構成される。前記固定部材は、前記支持枠調整用接触部の中に配置される固定ねじによって構成されるのがよい。前記固定ねじは、レンズ枠の円弧状長孔を貫通するように配置されるのが好ましい。本発明では、固定ねじを締めた状態において、レンズ枠と支持枠との間の締め付け力は、支持枠調整用接触部に対して垂直に加えられるように構成される。したがって、固定ねじによる締め付け力の接線方向の力の成分が生じることはないので、固定ねじにより発生する締め付け力を充分大きく確保することができる。その結果、撮影用レンズが衝撃を受けたとき、支持枠に対してレンズ枠が移動するおそれは少ない。

本発明の撮像レンズでは、前記レンズ枠は、前記レンズ枠を前記支持枠に固定するための支持枠取付部を含み、前記支持枠取付部は、円周方向に沿って設けられ、かつ、リングの一部のような平面形状をもったフランジ状の形状をもつように形成され、前記固定ねじの頭部の下面を受けるねじ受け面が、前記支持枠取付部に設けられ、前記ねじ受け面は、それぞれ前記レンズ枠調整用接触部に平行に設けられるのが好ましい。この構成により、構造簡易で部品の製造組立が容易なレンズ位置調整機構を含む撮像レンズを製造することができる。

本発明の撮像レンズでは、前記レンズ枠を前記支持枠に固定するための支持枠取付部において、円周方向に沿って設けられ、前記固定ねじのねじ部が前記円弧状長孔を貫通する状態で、前記固定ねじは前記支持枠にねじ締めされるのが好ましい。この構成により、構造簡易で部品の製造組立が容易なレンズ位置調整機構を含む撮像レンズを製造することができる。

本発明の撮像レンズでは、上記のような構成を用いているので、レンズ位置の調整を簡単に行うことができる。本発明の撮像レンズでは、第１群レンズ枠を固定する固定ねじの中心軸線を支持枠調整用接触部に対して垂直になるように構成したので、固定ねじの頭部下面と、ねじ頭受け面との間に間隙が発生するおそれがない。したがって、固定ねじによる締め付け力の分散がなくなり、締め付け力を充分に大きく確保することができる。また、本発明の撮像レンズでは、撮像レンズが衝撃を受けたとき、第１群レンズ枠が移動したとしても、第１群レンズ枠はその場所に保持されるので、光学性能への悪影響を少なくすることができる。すなわち、本発明により、耐衝撃性能が良い撮像レンズを実現することができる。さらに、本発明により、構造が簡易であって、部品の製造組立が容易なレンズ位置調整機構を含む撮像レンズを実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１を参照すると、４群ズームレンズとして構成された撮像レンズ１００は、レンズ系と、撮像レンズ１００の光軸１０２と、レンズ鏡筒１０４とを有する。図１において、光軸１０２より上側に示す断面図は焦点距離を短焦点側に設定した状態を示し、光軸１０２より下側に示す断面図は焦点距離を長焦点側に設定した状態を示している。本発明はズームレンズだけでなく、単焦点レンズにも適用することができる。撮像レンズ１００は、第１群レンズ系１１１と、第２群レンズ系１１２と、第３群レンズ系１１３と、第４群レンズ系１１４とを備える。第１群レンズ系１１１は前群レンズ系を構成する。第４群レンズ系１１４は後群レンズ系を構成する。それぞれのレンズ系は、１枚又は複数枚のレンズを含む。

第１群レンズ系１１１は第１群レンズ枠１２１に固定される。第２群レンズ系１１２は第２群レンズ枠１２６に固定される。第３群レンズ系１１３は第３群レンズ枠１２７に固定される。第４群レンズ系１１４は、後群第１レンズ枠１２８と、後群第２レンズ枠１２９とに固定される。第１群レンズ枠１２１は、第１群支持枠１３１に固定される。第１群レンズ枠１２１、第２群レンズ枠１２６は、第３群レンズ枠１２７、後群第１レンズ枠１２８、後群第２レンズ枠１２９は、光軸１０２に沿う方向に移動可能なようにレンズ鏡筒１０４に対して配置することができる。第１群支持枠１３１は、光軸１０２に沿う方向に移動可能な摺動枠として構成することができる。或いは、第１群支持枠１３１は、光軸１０２に沿った方向に移動しない固定支持枠として構成することもできる。フィルタねじ枠１５０が、第１群レンズ枠１２１の前方に固定される。

それぞれのレンズ枠は、変形しやすく、破壊しにくい弾力性がある材料でリング状に形成される。例えば、レンズ枠は、ポリカーボネート（ＰＣ−Ｇ３０％）などのエンジニアリングプラスチックで形成される。第１群レンズ枠１２１は、レンズ位置調整機構に含まれ、レンズの光軸１０２に沿った方向の位置を調整するための調整レンズ枠を構成する。図示した実施形態において、第１群レンズ枠１２１が調整レンズ枠を構成しているけれども、他のレンズ枠が調整レンズ枠を構成することもできる。図示した実施形態において、第１群レンズ系１１１が調整用のレンズを構成しているけれども、第１群レンズ系１１１、或いは、他のレンズ系に含まれる１枚又は複数のレンズが調整レンズを構成することもできる。

図２から図４を参照すると、第１群レンズ系１１１は第１群レンズ枠１２１の内周部に固定される。複数の支持枠取付部１２２が、第１群レンズ枠１２１において、円周方向に沿って設けられる。支持枠取付部１２２は、光軸１０２を中心として、リングの一部のような平面形状をもったフランジ状の形状をもつように形成することができる。支持枠取付部１２２は、例えば、３個の支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃで構成される。３個の支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃは、光軸１０２を中心として、それぞれ開角度ＤＴが３０度から９０度であるように構成することができる。支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃは、光軸１０２を中心として、円周方向に等しい角度のピッチ間隔で配置されるのが好ましい。図示した実施形態において、支持枠取付部を設ける個数は３個であるけれども、支持枠取付部を設ける個数は２個であってもよいし、或いは、４個以上であってもよい。支持枠取付部を設ける個数は３個又は４個であるのが好ましい。固定ねじ１４０は、それぞれの支持枠取付部に対して１個ずつ配置される。

第１のカム面を構成し、かつ、支持枠取付面を構成するレンズ枠調整用接触部１２４が、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃにおいて、円周方向に沿って設けられる。レンズ枠調整用接触部１２４は、「らせん面」をなすように、第１群レンズ枠１２１の外周部に形成されるのが好ましい。レンズ枠調整用接触部１２４は、例えば、３個のレンズ枠調整用接触部１２４ａ〜１２４ｃで構成される。

固定ねじ１４０のねじ部を通すための円弧状長孔１２３が、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃにおいて、光軸１０２を中心として、円周方向に沿って設けられる。円弧状長孔１２３は、例えば、３個の円弧状長孔１２３ａ〜１２３ｃで構成される。円弧状長孔１２３ａ〜１２３ｃは、光軸１０２を中心として、それぞれ開角度ＤＫが２５度から８５度であるように構成されるのが好ましい。円弧状長孔１２３ａ〜１２３ｃの開角度ＤＫは、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃの開角度ＤＴよりも５度から１５度小さく形成されるのが好ましい。円弧状長孔１２３ａ〜１２３ｃの幅ＷＨは、固定ねじ１４０のねじ部よりも大きく形成される。

固定ねじ１４０の頭部の下面を受けるねじ受け面１２５が、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃにおいて、第１群支持枠１３１と接触する側と反対側に設けられる。ねじ受け面１２５は、例えば、３個のねじ受け面１２５ａ〜１２５ｃで構成される。ねじ受け面１２５ａ〜１２５ｃは、それぞれレンズ枠調整用接触部１２４ａ〜１２４ｃに対して等距離になるように設けられる。すなわち、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃは、厚さが一定のらせん面をもつ板状フランジとして形成されるのがよい。

固定ねじ１４０が、第１群レンズ枠１２１を第１群支持枠１３１に固定するために設けられる。固定ねじ１４０は、冷間圧造用炭素鋼などの金属で形成される。固定ねじ１４０のねじ部を貫通させて第１群レンズ枠１２１を第１群支持枠１３１に固定するための円弧状長孔１２３が、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃにおいて、光軸１０２を中心として、円周方向に沿って、それぞれ設けられる。固定ねじ１４０のねじ部の直径は、円弧状長孔１２３の幅より小さくなるように決められる。固定ねじ１４０のねじ部の頭部の直径は、円弧状長孔１２３の幅より大きくなるように決められる。

複数のレンズ枠取付部１３２が、第１群支持枠１３１において、円周方向に沿って設けられる。レンズ枠取付部１３２は、例えば、３個のレンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃで構成される。レンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃを設ける位置は、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃを設ける位置と対応するように配置される。したがって、レンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃの個数は、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃの個数と等しいのが好ましい。レンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃの開角度は、支持枠取付部１２２ａ〜１２２ｃの開角度と等しいのが好ましい。

前記第１のカム面と接触する第２のカム面を構成し、かつ、レンズ枠取付面を構成する支持枠調整用接触部１３４が、レンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃにおいて、光軸１０２を中心として、円周方向に沿って、それぞれ設けられる。支持枠調整用接触部１３４は、レンズ枠調整用接触部１２４のらせん面と接触可能な「らせん面」をなすように形成される。支持枠調整用接触部１３４は、例えば、３個の支持枠調整用接触部１３４ａ〜１３４ｃで構成される。支持枠調整用接触部１３４ａ〜１３４ｃの傾斜角度は、レンズ枠調整用接触部１２４ａ〜１２４ｃの傾斜角度と同じように形成される。固定ねじ１４０のためのねじ下穴１３３が、レンズ枠取付部１３２ａ〜１３２ｃに、それぞれ設けられる。ねじ下穴１３３は、例えば、３個のねじ下穴１３３ａ〜１３３ｃで構成される。ねじ下穴１３３を設ける基準位置は、例えば、支持枠調整用接触部１３４において、一番前方に位置した端面部分から、光軸１０２に沿った方向に０．５ｍｍの距離だけ後方の位置に配置することができる。

図５を参照すると、支持枠調整用接触部１３４の開角度は、例えば、光軸１０２を中心として、４２度に形成される。支持枠調整用接触部１３４の傾斜角度は、ピッチ４２度に対して、光軸１０２と平行な方向に１．４ｍｍであるように形成するのが好ましい。支持枠調整用接触部１３４の傾斜角度の相対誤差は、０．０２以下であるのが好ましい。ねじ下穴１３３の中心軸線１３５は、光軸１０２と垂直な平面に対して４度７分２０秒の角度をなすように形成するのが好ましい。

図３、図４および図６を参照すると、レンズ枠調整用接触部１２４を支持枠調整用接触部１３４に接触させ、第１群レンズ枠１２１を光軸１０２を中心として回転させて、第１群レンズ系１１１を調整して第１群レンズ枠１２１の位置を決め、固定ねじ１４０を第１群支持枠１３１のねじ下穴１３３に固定する。固定ねじ１４０は、第１群レンズ枠１２１の円弧状長孔１２３を貫通するように第１群支持枠１３１のねじ下穴１３３に固定（セルフタップ）される。図６に示すように、本発明では、固定ねじ１４０を締めた状態において、レンズ枠１２１と支持枠１３１との間の締め付け力は、支持枠調整用接触部１３４に対して垂直に加えられるように構成される。

固定ねじ１４０を締めた状態では、固定ねじ１４０の頭部１４２の下面は、第１群レンズ枠１２１のねじ頭受け面１２５に接触する。第１群レンズ枠１２１を第１群支持枠１３１に固定したとき、固定ねじ１４０の中心軸線は、支持枠調整用接触部１３４に対して垂直に配置される。固定ねじ１４０により第１群レンズ枠１２１に加えられる締め付け力ＦＤは、支持枠調整用接触部１３４に対して垂直方向に作用する。したがって、締め付け力ＦＤの接線方向の力の成分が生じることはないので、固定ねじ１４０により発生する締め付け力を充分大きく確保することができる。その結果、撮影用レンズが衝撃を受けたとき、第１群レンズ枠１２１が移動するおそれは少ない。すなわち、本発明の構成を用いると、固定ねじ１４０の締め付け力を確保することができるので、耐衝撃性能が良い撮像レンズを実現することができる。

本発明により、レンズ位置の調整を簡単に行うことができる撮像レンズを製造することができる。本発明の撮像レンズは、撮像レンズが衝撃を受けたときでも、光学性能への悪影響が少ないので、本発明により、耐衝撃性能が良い撮像レンズを製造することができる。さらに、本発明により、構造が簡易であって、部品の製造組立が容易なレンズ位置調整機構を含む撮像レンズを製造することができる。

本発明の実施形態において、撮影レンズの構造を示す断面図である。 本発明の実施形態において、第１群レンズ枠と第１群支持枠を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態において、第１群レンズ枠と第１群支持枠を示す正面図である。 本発明の実施形態において、第１群レンズ枠と第１群支持枠を示す側面図である。 本発明の実施形態において、第１群支持枠のカム面の形状を示す概略部分断面図である。 本発明の実施形態において、調整機構に関連する部品を組み立てたときの状態を示す概略部分断面図である。 従来のカムを用いた調整機構において、調整機構に関連する部品を組み立てたときの状態を示す概略部分断面図である。 従来のカムを用いた調整機構において、衝撃を受けた後の調整機構に関連する部品の状態を示す部分断面図である。 従来のカムを用いた調整機構において、カムにかかる力の分散を示す概略部分断面図である。

符号の説明

１００ 撮像レンズ
１０２ 光軸
１０４ レンズ鏡筒
１１１ 第１群レンズ系
１１２ 第２群レンズ系
１１３ 第３群レンズ系
１１４ 第４群レンズ系
１２１ 第１群レンズ枠
１２２ 支持枠取付部
１２４ レンズ枠調整用接触部
１３１ 第１群支持枠
１３２ レンズ枠取付部
１３４ 支持枠調整用接触部
１４０ 固定ねじ

Claims (5)

1. 複数のレンズを含む撮像レンズであって、前記複数のレンズのうちの位置調整用のレンズを光軸方向に移動させる調整機構を備えた撮像レンズにおいて、
   前記位置調整用の調整レンズを支持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠を支持する支持枠とを備え、
   前記レンズ枠に接触する支持枠調整用接触部が前記支持枠に設けられ、前記支持枠に接触するレンズ枠調整用接触部が前記レンズ枠に設けられ、前記レンズ枠は、前記レンズ枠調整用接触部が前記支持枠調整用接触部に接触した状態において、前記レンズ枠と前記支持枠との間の締め付け力が、前記支持枠調整用接触部に対して垂直に加えられるように構成される、
   ことを特徴とする撮像レンズ。
2. 前記支持枠調整用接触部は「らせん面」として形成され、前記レンズ枠調整用接触部は、前記支持枠調整用接触部と接触する「らせん面」として形成され、前記締め付け力は、前記支持枠調整用接触部の「らせん面」が前記支持枠調整用接触部の「らせん面」に接触した状態において、固定部材によって前記レンズ枠を前記支持枠に固定するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
3. 前記固定部材は、前記支持枠調整用接触部の中に配置される固定ねじによって構成されることを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
4. 前記レンズ枠は、前記レンズ枠を前記支持枠に固定するための支持枠取付部を含み、前記支持枠取付部は、円周方向に沿って設けられ、かつ、リングの一部のような平面形状をもったフランジ状の形状をもつように形成され、前記固定ねじの頭部の下面を受けるねじ受け面が、前記支持枠取付部に設けられ、前記ねじ受け面は、それぞれ前記レンズ枠調整用接触部に平行に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の撮像レンズ。
5. 前記レンズ枠を前記支持枠に固定するための支持枠取付部において、円周方向に沿って設けられ、前記固定ねじのねじ部が前記円弧状長孔を貫通する状態で、前記固定ねじは前記支持枠にねじ締めされることを特徴とする、請求項３に記載の撮像レンズ。

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