JP2008225261A - レンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠において、一方のレンズと他方のレンズとを簡単な構造で、かつ、簡単な作業で光学調整を行うことができるレンズ保持枠を備えたレンズ装置を提供する。
【解決手段】本発明では、フォーカスレンズ18が2枚のレンズ18A、18Bから構成され、これらのレンズ18A、18Bがレンズ保持枠34に保持される。レンズ保持枠34は、前方のレンズ18Aを保持する第1レンズ保持枠34Aと、後方のレンズ18Bを保持する第2レンズ保持枠34Bとに分割される。第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとは、その当接部において、円周方向に線接触状態で接触されて相対的に揺動自在に取り付けられる。コリメータ装置に第1レンズ保持枠34Aを固定し、この第1レンズ保持枠34Aに対して接線接触状態の第2レンズ保持枠34Bを揺動させて光学調整を行い、ベストな位置で第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとを接着剤によって接着する。
【選択図】 図5
【解決手段】本発明では、フォーカスレンズ18が2枚のレンズ18A、18Bから構成され、これらのレンズ18A、18Bがレンズ保持枠34に保持される。レンズ保持枠34は、前方のレンズ18Aを保持する第1レンズ保持枠34Aと、後方のレンズ18Bを保持する第2レンズ保持枠34Bとに分割される。第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとは、その当接部において、円周方向に線接触状態で接触されて相対的に揺動自在に取り付けられる。コリメータ装置に第1レンズ保持枠34Aを固定し、この第1レンズ保持枠34Aに対して接線接触状態の第2レンズ保持枠34Bを揺動させて光学調整を行い、ベストな位置で第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとを接着剤によって接着する。
【選択図】 図5
Description
本発明はレンズ装置に係り、特に少なくとも2枚のレンズを保持したレンズ保持枠であって、2枚のレンズのうち一方のレンズを他方のレンズに対して揺動することにより、光学調整を可能としたレンズ装置に関する。
レンズ装置のレンズ鏡胴内に配置された複数のレンズ群同士の光学調整構造として、特許文献1に開示された光学調整構造が知られている。
また、2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠の各レンズの偏芯調整や光軸方向の位置調整を行う光学調整構造が、特許文献2に開示されている。
特許文献2に光学調整構造は、第1レンズを保持した第1レンズ枠と第2レンズを保持した第2レンズ枠とにレンズ保持枠を分割し、これらの第1レンズ枠と第2レンズ枠とを相対的に移動して光学調整を行うものである。具体的には、第1レンズ枠の後部に突起を形成し、この突起を、第2レンズ枠に周方向に連なるように階段状に設けられた、調整形状部としての複数の階段面のうちいずれかに突き当てて、ベストな光学調整状態になるよう第1レンズと第2レンズとの間隔調整を行う。この後、前記突起を前記階段面のうちいずれかに突き当てた状態で、第1レンズ枠を光軸と直交する方向に偏芯調整し、ベストな光学調整状態になった位置で第1レンズ枠と第2レンズ枠とを接着により結合させるものである。
特開平10−319292号公報
特開2002−350702号公報
しかしながら特許文献2の光学調整構造は、第1レンズ枠に突起を形成するとともに、第2レンズ枠に階段状の調整形状部を形成した複雑な構造を呈しており、また、その光学調整も間隔調整と偏芯位置調整の2つの調整を行う必要があるため、調整に手間がかかるという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠において、一方のレンズと他方のレンズとを簡単な構造で、かつ、簡単な作業で光学調整を行うことができるレンズ保持枠を備えたレンズ装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、前記目的を達成するために、少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠を有するレンズ装置において、前記少なくとも2枚のレンズのうち一方のレンズを保持する第1レンズ保持枠と、前記少なくとも2枚のレンズのうち他方のレンズを保持する第2レンズ保持枠とに前記レンズ保持枠が分割され、前記第1レンズ保持枠と前記第2レンズ保持枠とは、円周方向に線接触状態で接触されて相対的に揺動自在に取り付けられ、前記一方のレンズと前記他方のレンズとの相対的な光学調整後に接着されることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、少なくとも2枚のレンズのうち一方のレンズを保持する第1レンズ保持枠と、少なくとも2枚のレンズのうち他方のレンズを保持する第2レンズ保持枠とにレンズ保持枠を分割する。そして、これらの第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを、円周方向に線接触状態で接触させて相対的に揺動自在に取り付ける。線接触構造は、どちらか一方の当接面をテーパ状に形成することによって構成できる。そして、第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを相対的に揺動させて光学調整(コリメータにより点像を確認しながら行う光学調整)を行い、ベストな位置(点像がはっきりと見える位置)で第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを接着する。これにより、少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠において、一方のレンズと他方のレンズとを、点接触構造という簡単な構造で、かつ、揺動という簡単な作業で光学調整を行うことができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記レンズ装置は、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、及び第4レンズ群からなる4群構成のレンズ装置であって、前記第1レンズ群は前玉レンズであり、第2レンズ群は撮影光軸方向に移動されるバリエータレンズであり、前記第3レンズ群は防振レンズであり、前記第4レンズ群は前記レンズ保持枠に保持されたフォーカスレンズであることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、4群レンズ構成のレンズ装置において、請求項1に記載の発明を適用した場合の好適なレンズ装置が示されている。このレンズ装置は光軸方向前方から後方に向けて、前玉レンズである第1レンズ群、焦点距離を変更するバリエータレンズである第2レンズ群、防振レンズである第3レンズ群、及び請求項1のレンズ保持枠に保持されたフォーカスレンズである第4レンズ群が配置されて構成されている。このような4群レンズ構成のレンズ装置において、フォーカスレンズの光軸は、そのレンズ装置の光学的性能を大きく左右する要件である。よって、請求項1の光学調整構造によって光軸が合わされたフォーカスレンズを有する請求項2に記載のレンズ装置によれば、高い光学性能を得ることができる。
本発明に係るレンズ装置によれば、少なくとも2枚のレンズのうち一方のレンズを保持する第1レンズ保持枠と、少なくとも2枚のレンズのうち他方のレンズを保持する第2レンズ保持枠とにレンズ保持枠を分割し、第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを、円周方向に線接触状態で接触させて相対的に揺動自在に取り付け、第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを相対的に揺動させて光学調整を行い、ベストの位置で第1レンズ保持枠と第2レンズ保持枠とを接着したので、少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠において、一方のレンズと他方のレンズとを簡単な構造で、かつ、簡単な作業で光学調整を行うことができる。
以下添付図面に従って、本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1には、実施の形態に係るレンズ装置10の側断面図が示されている。このレンズ装置10は、撮影光軸前方側(被写体側)から撮影光軸後方(撮像側)に向って第1レンズ群12、第2レンズ群14、第3レンズ群16、及び第4レンズ群18から構成されており、これらの第1乃至第4レンズ群12〜18を通過した被写体光は、色分解光学系を構成する色分解プリズム20を介して色分解プリズム20のR、G、Bの各出射端に設けられた撮像素子22、24、26に結像される。なお、このレンズ装置10が装備されるカメラ本体(不図示)には、撮像素子22、24、26から得られた撮像信号に所要の処理(ホワイトバランス、γ補正等)を施して所定形式の映像信号を生成する信号処理回路(不図示)等が搭載されている。
第1レンズ群12はいわゆる前玉レンズであり、第2レンズ群14は焦点距離を変更するバリエータレンズ、第3レンズ群16は手振れ等に起因する振動を打ち消す方向に駆動される防振レンズ、第4レンズ群18は焦点を調整するフォーカスレンズである。
これらの第1乃至第4レンズ群12〜18は、レンズ鏡胴本体11内に保持されている。また、レンズ鏡胴本体11内には、光軸と平行な一対のガイドバー28、30(図 、図 参照)が挿通配置されており、このガイドバー28、30に第2レンズ群14の保持枠32及び第4レンズ群18の保持枠34がそれぞれスライド移動自在に支持されるとともに、第3レンズ群16の筐体36がガイドバー28、30に固定されている。なお、筐体36をレンズ鏡胴本体11に直接固定してもよい。
第2レンズ群14には、ねじ送り装置を構成するナット(不図示)が設けられ、このナットに、同じくねじ送り装置を構成する送りねじ(不図示)が螺合連結されている。この送りねじは、光軸と平行に配設されるとともに、その端部がズーム用ステッピングモータ(不図示)の出力軸に連結されている。ズーム用ステッピングモータのズームドライバ回路(不図示)にカメラ本体側からズーム信号が出力されると、ズーム用ステッピングモータはその信号に対応した方向に送りねじを回転駆動する。これによって、第2レンズ群14がガイドバー28、30に沿って光軸方向に前後移動され、所望の焦点距離に調整される。
第4レンズ群18にも同様に、ねじ送り装置を構成するナット(不図示)が設けられ、このナットに、同じくねじ送り装置を構成する送りねじ(不図示)が螺合連結されている。この送りねじは、光軸と平行に配設されるとともに、その端部がフォーカス用ステッピングモータ(不図示)の出力軸に連結されている。フォーカス用ステッピングモータのフォーカスドライバ回路(不図示)にカメラ本体側からフォーカス信号が出力されると、フォーカス用ステッピングモータはその信号に対応した方向に送りねじを回転駆動する。これによって、第4レンズ群18がガイドバー28、30に沿って光軸方向に前後移動され、焦点が合わされる。
次に、防振機構の構造について説明する。
図2は、防振レンズ16を装備した筐体36を後方から見た斜視図であり、図3は、図2に示した筐体36からアクチュエータを除いた斜視図である。
これらの図に示すように、第3レンズ群(ここでは便宜上、防振レンズと称する)16は、レンズ保持枠50に保持され、このレンズ保持枠50は撮影光軸Lに直交する面内で、異なる二方向に移動自在に支持される。以下、防振レンズ16の移動方向をX方向(図2、図3の横方向)、Y方向(図2、図3の縦方向)とする。また、防振レンズ16をX方向に移動させる機構をX移動機構、Y方向に移動させる機構をY移動機構と称する。
まず、X移動機構について説明する。
レンズ保持枠50には、移動ガイドバー52が固定される。移動ガイドバー52は、Y方向に配設され、この移動ガイドバー52にスライダ54が係合される。スライダ54は、上辺部と左辺部から成るL字状に形成され、左辺部には二つのガイド部56、56が光軸方向に突出して形成される。各ガイド部56にはガイド孔(不図示)がY方向に形成され、これらのガイド孔に移動ガイドバー52が挿通される。これにより、スライダ54が移動ガイドバー52に沿ってY方向にスライド自在に係合される。したがって、レンズ保持枠50はスライダ54によってY方向にスライド自在に支持される。また、レンズ保持枠50はX方向の動きがスライダ54に規制され、スライダ54をX方向に移動した際にレンズ保持枠50もX方向に移動される。
なお、移動ガイドバー52の図中下端部52Aは、筐体36に形成されたX方向の長孔58に係合されており、これによって、レンズ保持枠50の倒れ(光軸方向に対する傾き)が防止される。
スライダ54の上辺部には、X方向のガイド孔(不図示)が形成されており、このガイド孔に固定ガイドバー60が挿通される。固定ガイドバー60は、X方向に配設され、その両端部は筐体36に固定される。これにより、スライダ54は、固定ガイドバー60に沿ってX方向にスライド自在に支持される。スライダ54をX方向にスライドさせることによって、スライダ54の左辺部に移動ガイドバー52を介して係合されたレンズ保持枠50がX方向にスライドされる。
また、スライダ54の上辺部には、平面状のモータコイル(商品名「ファインパターンコイル」(登録商標))62が固定され、このモータコイル62の下面にフレキシブルプリント基板(以下、フレキと称する)64の出力端が接着固定される。モータコイル62は防振レンズ16の外側周辺でX方向に配設されており、また、フレキ64にホール素子等の位置センサ66が位置決めされて固着されている。
フレキ64は、モータコイル62からX方向に引き出され、筐体36の側面開口68を介して筐体36の外部に引き出される。外部に引き出されたフレキ64は、外側に屈曲され、さらにV状(またはU状)の屈曲部が形成された後、レンズ鏡胴本体11(図1参照)の所定の位置からレンズ鏡胴本体11の外部に引き出される。引き出されたフレキ64は、電源供給や防振レンズ16の動作制御を行うユニットに接続される。なお、筐体36の側面開口68は、スリット70を介して筐体36の端面に連通されており、このスリット70にフレキ64を通すことによってフレキ64が側面開口68の内部に配置される。
モータコイル62の外側には、マグネット72がモータコイル62に対向して配置される。マグネット72は、矩形の板状に形成され、S極72AとN極72BがX方向に並ぶように配設される。前述した位置センサ66はマグネット72のS極72AとN極72Bとの境界部に対向して配置され、磁場の変化を検出し、その検出した信号を、フレキ64を介して前記ユニットに出力する。
マグネット72の外側には、ヨークとなる金属板(不図示)が設けられる。金属板は、マグネット72の磁力によってマグネット72に吸着される。また、金属板は、マグネット72よりも大きな矩形状に形成されており、その縁部がマグネット72から突出した状態で取り付けられる。筐体36の外面には、金属板の大きさの凹部が形成され、さらにその内側にマグネット72の大きさの開口74が形成されており、この筐体36の凹部に金属板が収納され、開口74にマグネット72が収納される。
モータコイル62の内側には、ヨークとなる金属板76がモータコイル62に対向してX方向に配置される。この金属板76は、その一端が前記スリット70に差し込まれ、その他端が筐体36に形成された溝78に差し込まれることにより筐体36に固定される。
上記の如く構成されたX移動機構は、マグネット72及び2枚の金属板(一方は不図示)76によって形成される磁界内にモータコイル62が配設されるので、モータコイル62に通電することによって、モータコイル62及びそれを支持するスライダ54がX方向に力を受ける。したがって、スライダ54及びレンズ保持枠50がX方向に移動され、よって、防振レンズ16がX方向に移動される。以上が防振機構の構造である。
次に、Y移動機構について説明する。
レンズ保持枠50には、移動ガイドバー82が固定される。移動ガイドバー82は、X方向に配設され、この移動ガイドバー82にスライダ84が係合される。スライダ84は、下辺部と右辺部から成るL字状に形成され、下辺部には二つのガイド部86、86が光軸方向に突出して形成される。各ガイド部86にはガイド孔(不図示)がX方向に形成され、これらのガイド孔に移動ガイドバー82が挿通される。これにより、スライダ84が移動ガイドバー82に沿ってX方向にスライド自在に係合される。したがって、レンズ保持枠50はスライダ84によってX方向にスライド自在に支持される。また、レンズ保持枠50はY方向の動きがスライダ84に規制され、スライダ84をY方向に移動した際にレンズ保持枠50もY方向に移動される。
スライダ84の右辺部には、Y方向のガイド孔(不図示)が形成されており、このガイド孔に固定ガイドバー90が挿通される。固定ガイドバー90は、Y方向に配設され、その両端部は筐体36に固定される。これにより、スライダ84は、固定ガイドバー90に沿ってY方向にスライド自在に支持される。スライダ84をY方向にスライドさせることによって、スライダ84の下辺部に移動ガイドバー82を介して係合されたレンズ保持枠50がY方向にスライドされる。
また、スライダ84の右辺部には、平面状のモータコイル(商品名「ファインパターンコイル」(登録商標))92が固定され、このモータコイル92の左面にフレキシブルプリント基板(以下、フレキと称する)94の出力端が接着固定される。モータコイル92は防振レンズ16の外側周辺でY方向に配設されており、また、フレキ94にホール素子等の位置センサ96が位置決めされて固着されている。
フレキ94は、モータコイル92からY方向に引き出され、筐体36の側面開口98を介して筐体36の外部に引き出される。外部に引き出されたフレキ94は、外側に屈曲され、さらにV状(またはU状)の屈曲部が形成された後、レンズ鏡胴本体11(図1参照)の所定の位置からレンズ鏡胴本体11の外部に引き出される。引き出されたフレキ94は、電源供給や防振レンズ16の動作制御を行うユニットに接続される。なお、筐体36の側面開口98は、スリット100を介して筐体36の端面に連通されており、このスリット100にフレキ94を通すことによってフレキ94が側面開口98の内部に配置される。
モータコイル92の外側には、マグネット102がモータコイル92に対向して配置される。マグネット102は、矩形の板状に形成され、S極102AとN極102BがY方向に並ぶように配設される。前述した位置センサ96はマグネット102のS極102AとN極102Bとの境界部に対向して配置され、磁場の変化を検出し、その検出した信号を、フレキ94を介して前記ユニットに出力する。
マグネット102の外側には、ヨークとなる金属板(不図示)が設けられる。金属板は、マグネット102の磁力によってマグネット102に吸着される。また、金属板は、マグネット102よりも大きな矩形状に形成されており、その縁部がマグネット102から突出した状態で取り付けられる。筐体36の外面には、金属板の大きさの凹部が形成され、さらにその内側にマグネット102の大きさの開口104が形成されており、この筐体36の凹部に金属板が収納され、開口104にマグネット102が収納される。
モータコイル92の内側には、ヨークとなる金属板106がモータコイル92に対向してY方向に配置される。この金属板106は、その一端が前記スリット100に差し込まれ、その他端が筐体36に形成された溝108に差し込まれることにより筐体36に固定される。
上記の如く構成されたY移動機構は、マグネット102及び2枚の金属板(一方は不図示)106によって形成される磁界内にモータコイル92が配設されるので、モータコイル92に通電することによって、モータコイル92及びそれを支持するスライダ84がY方向に力を受ける。したがって、スライダ84及びレンズ保持枠50がY方向に移動され、よって、防振レンズ16がY方向に移動される。以上が防振機構の構造である。
図4は、第4レンズ群(ここでは便宜上、フォーカスレンズと称する)18及びそのレンズ保持枠34を撮影光軸Lの後方から見た斜視図であり、図5はレンズ保持枠34の断面図である。
図5に示すようにフォーカスレンズ18は、2枚のレンズ18A、18Bがレンズ保持枠34に保持されて構成されている。また、レンズ保持枠34は、前方のレンズ18Aを保持する第1レンズ保持枠34Aと、後方のレンズ18Bを保持する第2レンズ保持枠34Bとに分割されている。第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとは、その当接部Aにおいて、円周方向に線接触状態で接触されて相対的に揺動自在に取り付けられている。線接触構造は、どちらか一方の当接面をテーパ状に形成し、他方の当接面を角状に形成することにより構成することができる。実施の形態では第2レンズ保持枠34B側の当接面がテーパ状に形成され、第1レンズ保持枠34A側の当接面が角状に形成されている。
このように構成されたフォーカスレンズ18の光学調整方法について説明すると、例えば、コリメータ装置に第1レンズ保持枠34Aを固定し、この第1レンズ保持枠34Aに対して接線接触状態の第2レンズ保持枠34Bを揺動させて光学調整を行う。すなわち、コリメータ装置の点像を確認しながら第2レンズ保持枠34Bを揺動させ、そして、点像がはっきりと見えるベストな位置で第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとを接着剤によって接着する。接着剤は、第1レンズ保持枠34Aと第2レンズ保持枠34Bとの線接触部に流し込めばよい。
これにより、2枚のレンズ18A、18Bが保持されたレンズ保持枠34において、一方のレンズ18Aと他方のレンズ18Bとを、点接触構造という簡単な構造で、かつ、揺動という簡単な作業で光学調整を行うことができる。
なお、図5のフォーカスレンズ18は2枚のレンズ18A、18Bによって構成されているが、3枚以上のレンズによって構成されたものでもよい。すなわち、第1レンズ保持枠34A又は第2レンズ保持枠34Bに2枚以上のレンズが保持されたものでもよい。
一方で、実施の形態の4群レンズ構成のレンズ装置10において、撮影光軸Lの後方側に配置されたフォーカスレンズ18の光軸は、そのレンズ装置10の光学的性能を大きく左右する要件である。よって、上記光学調整構造によって光軸が合わされたフォーカスレンズ18を有する4群レンズ構成のレンズ装置によれば、高い光学性能を得ることができる。
図6は、レンズ保持枠34を分割することなく、レンズ18Bの光学調整を可能としたレンズ保持枠34の断面図が示されている。この例は、レンズ18Bの被写体側の周縁部19AにR面取りを形成し、この周縁部19Aをレンズ保持枠34の内側周縁部34Aに揺動自在に当接した構成であり、内側周縁部34Aに沿ってレンズ18Bを揺動させることにより、レンズ18Aに対するレンズ18Bの光学調整を行うことができる。光学調整後、レンズ18Bは接着剤によってレンズ保持枠34に接着される。
図7も図6と同様に、レンズ保持枠34を分割することなく、レンズ18Bの光学調整を可能としたレンズ保持枠34の断面図が示されている。この例は、レンズ18Bの結像位置側の周縁部19BにR面取りを形成し、この周縁部19Bをレンズ保持枠34の外側周縁部34Bに揺動自在に当接した構成であり、外側周縁部34Bに沿ってレンズ18Bを揺動させることにより、レンズ18Aに対するレンズ18Bの光学調整を行うことができる。光学調整後、レンズ18Bは接着剤21によってレンズ保持枠34に接着される。
10…レンズ装置、11…レンズ鏡胴本体、12…第1レンズ群、14…第2レンズ群、16…第3レンズ群、18…第4レンズ群、18A、18B…レンズ、20…色分解プリズム、22、24、26…撮像素子、28、30…ガイドバー、32、34、50…レンズ保持枠、34A…第1レンズ保持枠、34B…第2レンズ保持枠、62、92…平面状モータコイル、72、102…マグネット
Claims (2)
- 少なくとも2枚のレンズが保持されたレンズ保持枠を有するレンズ装置において、
前記少なくとも2枚のレンズのうち一方のレンズを保持する第1レンズ保持枠と、前記少なくとも2枚のレンズのうち他方のレンズを保持する第2レンズ保持枠とに前記レンズ保持枠が分割され、
前記第1レンズ保持枠と前記第2レンズ保持枠とは、円周方向に線接触状態で接触されて相対的に揺動自在に取り付けられ、前記一方のレンズと前記他方のレンズとの相対的な光学調整後に接着されることを特徴とするレンズ装置。 - 前記レンズ装置は、第1レンズ群、第2レンズ群、第3レンズ群、及び第4レンズ群からなる4群構成のレンズ装置であって、
前記第1レンズ群は前玉レンズであり、第2レンズ群は撮影光軸方向に移動されるバリエータレンズであり、前記第3レンズ群は防振レンズであり、前記第4レンズ群は前記レンズ保持枠に保持されたフォーカスレンズであることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。
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