JP2008107533A

JP2008107533A - レンズ鏡筒の調整構造

Info

Publication number: JP2008107533A
Application number: JP2006289717A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Okada; 忠典岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-10-25
Filing date: 2006-10-25
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2026-10-25
Also published as: JP4886464B2

Abstract

【課題】移動レンズを調整する際に、傾きと偏心のバランスをとり良好な補正を可能とする。
【解決手段】４群レンズＬ４を保持した４群鏡筒９を移動可能にするガイドバー１１、１２のうち、一方のガイドバー１１の像面側の端部を固定のＣＣＤホルダ１０により保持する。ガイドバー１１の被写体側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材１３により保持し、調整部材１３を移動させて光学調整を行い、ガイドバー１１を光軸に傾けて固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮影用光学装置に付属し、撮影レンズの一部を光軸以外の方向に移動し、光学性能を補正するレンズ鏡筒の調整構造に関するものである。

ビデオカメラやテレビカメラは、ＣＣＤの分解能アップやＨＤ化が進むにつれて、より高画質が求められてきている。同時に、カメラやレンズ鏡筒には小型軽量化が求められ、特にレンズ鏡筒を小型化する場合には、レンズを小さくすると位置ずれの光学性能に影響する度合いが大きくなるため、各レンズや鏡筒部品の加工精度、及び組立精度を高精度に保つ必要がある。近年のレンズ鏡筒では、加工精度が要求される光学性能を満足させられないため、光学調整構造を有するレンズ鏡筒が多く普及している。

光学調整構造としては、多くのビデオレンズで採用されている４群構成のインナフォーカスタイプの光学系では、１群レンズ及び３群レンズが固定レンズになっているため、固定群を偏心或いは傾き調整によって調整している。これは、固定群を調整した方が簡単な構造で済み、調整後の安定性も得られるためである。

しかし、光学系によってはズーミングを行う２群レンズや、フォーカスを行う４群レンズなどの移動群を調整した方が良好に光学収差の補正を実施できる場合がある。特許文献１には、移動レンズを移動可能に保持しているガイドバーの像側の端部を偏心ピンで保持し、偏心ピンを回転させることによってレンズ枠の傾き調整を行うことが開示されている。

特開平１０−１０４４９３号公報

上記の従来技術では、偏心ピンによってガイドバーを偏心調整し、偏心と同時に倒れも発生するため、光学系によっては倒れの影響が無視できない場合もある。また、傾きを調整した方が良好に補正できる光学系では、偏心の影響が大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、移動レンズを調整する際に、傾きと偏心の平衡をとり、良好な補正を可能とするレンズ鏡筒の調整構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るレンズ鏡筒の調整構造の技術的特徴は、撮影レンズの一部を保持するレンズ枠と、該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記レンズ枠を移動自在に保持するガイド部材とを有し、該ガイド部材の像面側の端部を固定に保持すると共に、被写体側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材により保持し、該調整部材を移動して光学調整を行い、前記ガイド部材を光軸に対し傾けて固定可能としたことにある。

本発明に係るレンズ鏡筒の調整構造によれば、ガイド部材の被写体側を偏心させることにより、補正レンズの偏心量を小さく抑えたまま、良好に傾き調整を実施できる。

また、偏心量規制手段と位置ずれ防止手段とを設けると、調整部材を偏心させる際に、必要外の範囲まで移動させることがないため効率的に調整が行え、調整後の固定時にビス締めトルクによって調整部材が位置ずれを起こすことがない。

更に、ガイド部材を調整によって移動させたとき、駆動手段がレンズ枠や固定部と干渉を生じないようにすると、フォーカス調整やズーミング時に不具合を起こすことがない。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１はレンズ鏡筒を光軸に沿って切断した縦断面図、図２は分解斜視図を示している。光軸の前方から、固定の１群鏡筒１、前固定筒２、変倍を行う２群鏡筒３、絞りユニット４、３群固定鏡筒５、光軸に直交する面内で移動する３群シフト鏡筒６、後固定筒７が配列されている。

１群鏡筒１は凸レンズから成る固定の１群レンズＬ１を保持し、前固定筒２にビス１ａにより固定されている。２群鏡筒３は変倍を行う凹レンズから成る２群レンズＬ２を保持し、ズーミングに際してモータ８により光軸方向に移動するようにされている。

絞りユニット４は後固定筒７にビスにより固定されている。３群固定鏡筒５は固定の凸レンズＬ３ａを保持し、後固定筒７にビスにより固定され、３群シフト鏡筒６は後述する手ぶれ等のカメラぶれを補正するために光軸と直角方向の面内で移動するシフトレンズＬ３ｂを保持している。また、後固定筒７内には凸レンズから成る４群レンズＬ４を保持し、後述するリニアアクチュエータにより光軸方向に移動し焦点調節を行う４群鏡筒９が設けられている。

図３は後固定筒７の拡大縦断面図、図４は分解斜視図である。後固定筒７の後部には、不図示の撮像素子が取り付けられるＣＣＤホルダ１０がビスにより保持されている。４群鏡筒９はガイドバー１１が挿入されるスリーブ９ａ、及びガイドバー１２が係合するＵ字溝９ｂを有している。ガイドバー１１の前端は図５に示す調整部材１３のボス１３ａの先端に設けられた穴１３ｂに圧入固定され、後端はＣＣＤホルダ１０の穴１０ａに圧入固定されている。なお、調整部材１３のボス１３ａは後固定筒７の孔７ａ内に余裕をもって嵌合されており、更に調整部材１３は板ばね１４により押圧されてビス１３ｃにより固定されている。ビス１３ｃは板ばね１４のビス孔１４ａ、調整部材１３のビス孔１３ｄに挿通され、後固定筒７の孔７ｂにねじ込まれている。ガイドバー１２の前端は後固定筒７の穴７ｃに圧入固定され、後端はＣＣＤホルダ１０の穴１０ｂに圧入されている。４群鏡筒９はこれらのガイドバー１１、１２をガイド部材として、光軸方向に移動自在に保持される。

また、後固定筒７には２組のヨーク１５が固定されている。鉄材をＵ字状に屈曲した２組のヨーク１５は直交して配置され、それぞれの内側にはマグネット１６が固定されている。ヨーク１５は位置決め穴１５ａ及び回転止め穴１５ｂを有し、後固定筒７に設けたボスに係合して位置決めされ固定されている。

一方、４群鏡筒９には２個のコイル１７がヨーク１５にそれぞれ対応して接着固定され、ヨーク１５の一辺がコイル１７の内周に組み込まれている。そして、磁路を閉じるための小ヨーク１８がヨーク１５の２辺間に磁力によって取り付けられている。コイル１７はフレキシブルプリント基板に接続され、レンズ鏡筒の外部の制御回路に電気的に接続されている。これらの２組のヨーク１５、マグネット１６、コイル１７によって、４群鏡筒９に対するムービングコイル型のリニアアクチュエータが構成されている。

図３に示すように、３群シフト鏡筒６は複数個のボール２０の転がりによって、３群固定鏡筒５に対して光軸と直交する平面内で自在に移動可能に保持されており、更にシフトレンズＬ３ｂを囲むようにコイルばね２１が配置されている。このコイルばね２１によって、３群シフト鏡筒６はボール２０側に付勢されている。コイルばね２１はばね押え板２２によって保持され、ばね押え板２２はビス２２ａによって３群固定鏡筒５に固定されている。３群固定鏡筒５と３群シフト鏡筒６には、ボール２０の転がりを良好にするためと、衝撃による打痕を防止するために、金属板２３、２４が取り付けられ、ボール２０を挟設している。

また図１に示すように、３群シフト鏡筒６が光軸周りに回転しないように、ロール防止板２５が３群固定鏡筒５及び３群シフト鏡筒６に設けた長穴に係合して配置されている。３群固定鏡筒５にはマグネット２６を磁力で吸着した下ヨーク２７が保持され、ヨーク押え板２８によって固定されている。３群シフト鏡筒６にはコイル２９が接着固定され、３群シフト鏡筒６を組み込んで、上ヨーク３０を固定することで、３群シフト鏡筒６を光軸と直交する方向に駆動するムービングコイル型のアクチュエータが構成されている。

３群シフト鏡筒６側には赤外発光ダイオード３１が保持され、センサ保持台３２に固定した位置センサ３３によりスリットを通して赤外光を検出することにより、３群シフト鏡筒６の位置検出が行われる。アクチュエータ及び位置センサ３３は水平方向（ヨー方向）、及び垂直方向（ピッチ方向）にそれぞれ設けられている。そして、コイル２９、赤外発光ダイオード３１、位置センサ３３の電気的な接続はフレキシブルプリント基板により外部の制御回路に接続されている。

図４、図５において、調整部材１３の回転止めのための長孔１３ｅ、板ばね１４の長孔１４ｂが後固定筒７のボス７ｄに嵌合している。板ばね１４のビス孔１４ａ、調整部材１３のビス孔１３ｄを通して後固定筒７のねじ孔７ｂに螺合したビス１３ｃは予め緩めた状態にしておき、調整部材１３が光軸と直角の面内で移動可能な状態にされている。その際に、板ばね１４に設けた突起１４ｃが調整部材１３を付勢し、光軸方向のがたが生じないようにしている。また、ビス孔１３ｄは調整部材１３が多少偏心移動しても、調整部材１３をビス１３ｃによって絞め付け得る大きさとされている。

また、調整部材１３の表面側には穴１３ｂと同軸に、調整用の調整穴１３ｆが形成され、更に接着剤注入用の孔１３ｇが設けられている。

３群シフト鏡筒６から成るシフトユニットは、シフトレンズＬ３ｂと固定レンズＬ３ａの光軸を合わせるように調整を行う。この調整方法としては、シフトレンズＬ３ｂを保持する３群シフト鏡筒６を上下及び左右の機械端まで駆動し、そのときの位置センサ３３の出力を記憶しておく。そして、光軸中心の信号、例えば基準電圧を与えた時に記憶した機械端の中心値の出力になるように、可変抵抗の調整等により回路定数を変更する。従って、所定の駆動信号を入力すればシフトレンズＬ３ｂは光軸が一致する位置まで移動するようになる。光軸位置は機械端の出力値の中心としてもよいし、レーザー光等を入射し、レーザー光が前後で曲がらない状態に合わせるなど、光学的な調整により行うこともできる。

調整時においては、図３に示すように後固定筒７に４群鏡筒９と３群シフト鏡筒６を組込み、調整用の１、２群レンズを装着して行う。シフトレンズＬ３ｂは前述のように光軸が合った状態にしておき、２群レンズＬ２は広角状態に合わせて、１、２群レンズ一体の工具を用いる。４群鏡筒９は所定の位置に配置したピンホールに焦点を合わせた状態で保持し、ＣＣＤホルダ１０のＣＣＤ等でモニタに映出する。

そして、モニタ上のピンホールを見ながら、上下左右２軸に対して微調整できるようにした工具を、調整部材１３の穴１３ｆに嵌合し、調整部材１３を偏心させることにより４群レンズＬ４の倒れ調整を行う。このとき、ピンホールに生ずるフレアが全周均一になる位置が、４群レンズＬ４が３群レンズＬ３ａ、Ｌ３ｂに対して光軸が平行になった状態である。

調整が終了した状態で、ビス１３ｃを締付けて固定するが、長孔１４ｂは後固定筒７のボス７ｄに嵌合しており、ビスの締付トルクを調整部材１３に伝えないようにしているので、ビス締めによって調整位置がずれることがない。

ビス１３ｃの緩みが懸念される場合には、調整部材１３の孔１３ｇにＵＶ接着剤を注入し、紫外線硬化させることもできる。先に接着固定してから、ビス１３ｃを締め付ければ、調整後のずれを確実に防止できる。また、後固定筒７には、孔１３ｇに入り込み接着面積を増やして接着強度を上げるためにボス７ｅが設けられている。

調整部材１３のボス１３ａは後固定筒７に穿けた孔７ａ内に所定の隙間を持って挿入されている。この隙間は部品加工上の誤差から、４群レンズＬ４を倒れ調整するのに十分な分だけの間隔を持っており、本実施例ではどの方向にも一様に移動させられるように、円形状になっている。そして、最大に偏心させたときも、コイル１７とヨーク１５やマグネット１６が干渉しないように位置規制がされている。更に、コイル１７とヨーク１５及びマグネット１６には最大調整時でも干渉しない間隔を開けて、駆動特性を満足するように磁気回路が設計されている。

本実施例の光学系では、収差特性上、３群レンズＬ３と４群レンズＬ４の相対傾きの影響が大きく、４群レンズＬ４の傾き調整を行うためにガイド部材であるガイドバー１１を傾かせる構成を採用している。機械構成上、４群レンズＬ４はガイドバー１１の後端付近に位置することになるため、偏心の影響を少なくし、良好に傾き調整を行うためにガイドバー１１の前端を偏心させ、光学調整を行っている。このような構成により、移動群である４群レンズＬ４の傾きを偏心による劣化を最小にしたまま良好な調整ができる。

なお、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

レンズ鏡筒を光軸に沿って切断した縦断面図である。レンズ鏡筒全体の分解斜視図である。後固定筒の拡大断面図である。後固定筒の分解斜視図である。調整部材周辺の説明図である。

符号の説明

１１群鏡筒
２前固定筒
３２群鏡筒
５３群固定鏡筒
６３群シフト鏡筒
７後固定筒
９４群鏡筒
１０ＣＣＤホルダ
１１、１２ガイドバー
１３調整部材
１４板ばね
１５ヨーク
１６マグネット
１７コイル

Claims

撮影レンズの一部を保持するレンズ枠と、該レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記レンズ枠を移動自在に保持するガイド部材とを有し、該ガイド部材の像面側の端部を固定に保持すると共に、被写体側の端部は光軸と略直角方向に移動可能な調整部材により保持し、該調整部材を移動して光学調整を行い、前記ガイド部材を光軸に対し傾けて固定可能としたことを特徴とするレンズ鏡筒の調整構造。
前記調整部材は固定部に対して偏心を可能にする偏心量規制手段を有すると共に、ビスによって固定するビス孔と、ビス締めの際の締付トルクにより前記調整部材が回転ずれを生じないようにする回転ずれ防止手段を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒の調整構造。
前記回転ずれ防止手段は、前記調整部材を板ばねを介して前記ビスにより固定し、前記調整部材及び板ばねには固定部に設けたボスに係合することにより回転を防止すると共に移動を可能とするための長孔とを有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒の調整構造。
前記調整部材は接着剤により緩まないように固定したことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒の調整構造。
前記調整部材を移動調整する際に、前記レンズ枠が撮影のための移動時に前記駆動手段と前記レンズ枠又は前記駆動手段と前記固定部との干渉が生じない範囲で調整を可能とすることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡筒の調整構造。