JP2013050480A - レンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒径の小型化を図りつつ、容易に傾き調整可能なレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】撮像光学系の最も被写体側に配置されるレンズ群（Ｌ１）を保持するレンズ群保持鏡筒（１）と、前記レンズ群保持鏡筒よりも像側に配置され、前記レンズ群保持鏡筒を傾き調整可能に保持する第１固定鏡筒（５）と、前記レンズ群保持鏡筒と前記第１固定鏡筒を像側から固定する固定部材（１７）と、前記第１固定鏡筒よりも像側に配置される第２固定鏡筒（６）と、を有するレンズ鏡筒であって、前記固定部材の少なくとも一部は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記レンズ群の最外径よりも内側に配置され、前記固定部材は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記第２固定鏡筒よりも外側に配置されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はデジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に関し、特に光学機器のレンズ鏡筒に関するものである。

従来レンズ鏡筒において、光学系を構成するレンズや鏡筒部品の部品精度や組み立て精度等により生じる光学性能の劣化を調整するための機構が備えられている。例えば、最も物体側の第１レンズ鏡筒を固定鏡筒に取り付ける際に、第１レンズ鏡筒と固定鏡筒の取り付け面の間にワッシャ等のスペーサ部材を挟み、第１レンズ鏡筒を固定鏡筒に対して傾けた状態で、物体側からねじ止めする方法が特許文献１により知られている。また近年では、レンズの広角化が望まれてきている。広角レンズは前玉径が大きくなる傾向があり、従来のように第１レンズ鏡筒を物体側からねじ止めするような構成では、前玉径よりも外側に取り付け面やねじ穴を配置しなければならず、鏡筒径の大型化を招いてしまう。

これに対し、特許文献２では、鏡筒径の大型化を防ぐために、第１レンズ鏡筒と固定鏡筒の結合部を固定鏡筒の内周よりも内側に設け、小型化を実現している。

特開２００７‐４７８４１号公報（段落０００４、図２３） 特許第３７２８３１１号

しかしながら、上述の特許文献２に開示された従来技術では、第１レンズ鏡筒と固定鏡筒の組み付けは、光軸方向撮像素子側から見た時にねじ止め位置が後部固定鏡筒と重なっている。そのため、第１レンズ鏡筒と固定鏡筒の組み付けは、後部固定鏡筒を組み付ける前に行わなければならない。したがって、光学調整を行う時には、一度鏡筒をばらさなければならず、効率が悪かった。

そこで、本発明は、鏡筒径の小型化を図りつつ、容易に傾き調整可能なレンズ鏡筒を提供することを例示的目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、撮像光学系の最も被写体側に配置されるレンズ群を保持するレンズ群保持鏡筒と、前記レンズ群保持鏡筒よりも像側に配置され、前記レンズ群保持鏡筒を傾き調整可能に保持する第１固定鏡筒と、前記レンズ群保持鏡筒と前記第１固定鏡筒を像側から固定する固定部材と、前記第１固定鏡筒よりも像側に配置される第２固定鏡筒と、を有するレンズ鏡筒であって、前記固定部材の少なくとも一部は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記レンズ群の最外径よりも内側に配置され、前記固定部材は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記第２固定鏡筒よりも外側に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、鏡筒径の小型化を図りつつ、容易に傾き調整可能なレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の実施例であるレンズ鏡筒の斜視図である。 本実施例のレンズ鏡筒の分解斜視図である。 本実施例のレンズ鏡筒の断面図である。 本実施例のレンズ鏡筒の光軸後方から見た図である。 本実施例の傾き調整時の第１レンズ鏡筒の断面図である。 本実施例の第１レンズ鏡筒を光軸後方から見た図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、図１〜４を参照して、本発明の第１の実施例による、レンズ鏡筒について説明する。

図３に示すように、撮像光学系は、物体側（又は被写体側、各図の左側）から順に、凸，凹，凸，凸の４つのレンズユニットにより構成された変倍光学系（ズームレンズ系）である。

Ｌ１は固定の第１レンズユニット（第１レンズ群）である。Ｌ２は光軸方向に移動することにより変倍作用を行う第２レンズユニット（第２レンズ群）である。Ｌ３は固定の第３レンズユニット（第３レンズ群）である。Ｌ４は光軸方向に移動することにより焦点調節作用を行う第４レンズユニット（第４レンズ群）である。ＡＸＬは光軸である。

１は第１レンズ群Ｌ１を保持する固定の第１レンズ鏡筒（レンズ群保持鏡筒）で第１レンズ群Ｌ１は押さえ環１６により第１レンズ鏡筒１に固定されている。

２は第２レンズ群Ｌ２を保持する第２移動枠、３は第３レンズ群Ｌ３を保持する固定の第３レンズ鏡筒、４は第４レンズ群Ｌ４を保持する第４移動枠である。

５は前部固定鏡筒（第１固定鏡筒）で、第１レンズ鏡筒１を傾き調整可能に保持する。傾き調整の詳細は後述する。

６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子や第３レンズ鏡筒３や第４移動枠４を保持する後部固定鏡筒（第２固定鏡筒）である。

７は撮像素子に結像される被写体の明るさ（光量）を調節する光量調節ユニット（絞りユニット）である。該光量調節ユニット７は、２枚の絞り羽根をモータ（メータ）７ａで互いに逆方向に移動させて開口径を増減させる、いわゆるギロチン式の光量調節のユニットである。該光量調節ユニット７は、ＮＤフィルタをモータ７ｂによって光路に対して進退させることでも光量を調節する。２枚の絞り羽根とＮＤフィルタは、第３レンズ群Ｌ３の被写体側に配置される。光量調節ユニット７は、第３レンズ鏡筒３に１本のねじで固定されている。

８及び９は、第２移動枠２を光軸方向に直進案内するガイドバーであり、それぞれの前後端部が前部固定鏡筒５と後部固定鏡筒６とにより保持されている。

１０及び１１は、第４移動枠４を光軸方向に直進案内するガイドバーであり、それぞれ前後端部が第３レンズ鏡筒３と後部固定鏡筒６とにより保持されている。

ズームモータ１２は前部固定鏡筒５に取り付けられる。第２レンズ群Ｌ２はズームモータ１２により光軸方向に駆動され変倍動作を行う。ズームモータ１２は回転するロータと同軸のリードスクリュー１２ａを有し、リードスクリュー１２ａには、第２移動枠２に取り付けられたラック２ａが噛合しており、ロータの回転により第２レンズ群Ｌ２が光軸方向に駆動される。

フォトインタラプタ１３は第２移動枠２に形成された遮光部２ｂの光軸方向への移動を光学的に検出し、第２レンズ群Ｌ２が基準位置に位置していることを検出するためのズームリセットスイッチとして用いられる。

フォーカスモータ１４は後部固定鏡筒６に取り付けられる。第４レンズ群Ｌ４はフォーカスモータ１４により光軸方向に駆動され焦点調整動作を行う。フォーカスモータ１４は回転するロータと同軸のリードスクリュー１４ａを有し、リードスクリュー１４ａには、第４移動枠４に取り付けられたラック４ａが噛合しており、ロータの回転により第４レンズ群Ｌ４が光軸方向に駆動される。

フォトインタラプタ１５は第４移動枠４に形成された遮光部４ｂの光軸方向への移動を光学的に検出し、第４レンズ群Ｌ４が基準位置に位置していることを検出するためのフォーカスリセットスイッチとして用いられる。

次に第１レンズ鏡筒１の傾き調整部の説明を図１、図４、図５、図６を用いて行う。

１ａは第１レンズ鏡筒１に９０度等分に設けられたねじ穴、１ｂは傾き調整面（図６の斜線部）である。

５ａは前部固定鏡筒５の第１レンズ鏡筒１のねじ穴１ａと光軸方向に対向する位置に設けられた貫通穴である。

１ｃは第１レンズ鏡筒１に設けられたガイドピンであり、光軸方向前側から前部固定鏡筒５に設けられた不図示のガイド穴に嵌合することで、第１レンズ鏡筒１は光軸直交面内において位置決めされる。また、位置決めされている状態で、光軸方向後方からねじ（固定部材）１７がねじ穴１ａに挿入されることにより第１レンズ鏡筒１が前部固定鏡筒５に固定される。第１レンズ鏡筒１のねじ穴１ａ、前部固定鏡筒５の貫通穴５ａ、及びねじ１７は、第１レンズ鏡筒１を前部固定鏡筒５に固定する固定部として構成される。なお、該固定部は、後述するように、第１レンズ鏡筒１と前部固定鏡筒５との間にスペーサー部材を挟持させ傾き調整を行う際の傾き調整機構の一部として機能する。

図４に示すように第１レンズ鏡筒１と前部固定鏡筒５との固定部は、後部固定鏡筒６と光軸直交平面内で重ならない位置（光軸直交平面内で後部固定鏡筒６よりも外側の領域）に配置されている。より詳細に説明すると、第１レンズ鏡筒１と前部固定鏡筒５との固定部は、前部固定鏡筒５と後部固定鏡筒６との固定部、ズームモータ１２、フォーカスモータ１４、光量調節ユニット７と光軸直交平面内で重ならない位置に配置されている。そして、一度レンズ鏡筒を組み立てた状態において、光軸後方（撮像素子側、像側）からねじ１７をはずし、第１レンズ鏡筒１と前部固定鏡筒５との固定を解除できるようになっている。つまり、レンズ鏡筒組み立て状態において、ねじ穴１ａと貫通穴５ａとねじ１７とは光軸後方から見えるようになっている。このような構成にしたことで、傾き調整を行うためにレンズ鏡筒をばらす必要はなく（特に、後部固定鏡筒６を取り外す必要なく）、第１レンズ鏡筒１のみを取り外せば良いので傾き調整を容易に行うことができる。

傾き調整方法としては、後部固定鏡筒６に撮像素子を取り付け、チャートを撮像素子に結像させ、モニタに画像を出力する。モニタの画像を見ながら、片ボケがあった場合には、少なくとも１か所以上の傾き調整面１ｂにワッシャ１８等のスペーサー部材を挟み補正する。

具体的な方法としては、ワッシャ１８を挟みたい箇所のねじ１７を外し、第１レンズ鏡筒１の外周方向からワッシャ１８をいれ、ねじを締め直す。この時、複数種類の厚みのワッシャ１８を用意しておき、片ボケ量に応じて、挟むワッシャを選択する。

また、図５、図６に示すように、傾き調整面１ｂ（又はねじ１７等の固定部）の少なくとも一部は第１レンズ群Ｌ１の最外径φＤよりも内側に配置されている。つまり、ねじ穴１ａ、貫通穴５ａは第１レンズ群Ｌ１の最外径φＤとは径差のある第１レンズ群Ｌ１後方のデッドスペースに配置されているのでレンズ鏡筒を小型化することができる。

また、傾き調整面１ｂは第１レンズ群Ｌ１の最終面よりも光軸方向前側（光軸方向被写体側）に配置されている。図５に示すようにθ傾けた時に第１レンズ群Ｌ１の前側のレンズはδｙだけ偏芯する。この時傾きによる補正量と偏芯による補正量がキャンセル関係になり、傾き調整ができない可能性もある。よって本実施例のように傾き調整面１ｂを第１レンズ群の最終面よりも光軸方向前側に配置することで、第１レンズ群Ｌ１の前面レンズの偏芯量を抑え、傾き調整を可能にすることができる。また、傾き調整面１ｂは第１レンズ鏡筒１の保持面でもあり、第１レンズ群Ｌ１の最終レンズ（の最終面）より光軸方向前側に配置することで、重心に近づくため落下衝撃時等の強度が強くなる。しかしながら、上述したように傾き調整面１ｂや第１レンズ鏡筒１と前部固定鏡筒５との固定部の少なくとも一部が、第１レンズ群Ｌ１の最外径よりも内側にないとレンズ鏡筒が大型化してしまう。したがって、傾き調整面１ｂや該固定部の少なくとも一部が第１レンズ群Ｌ１の最外径よりも内側にある範囲内において、傾き調整面１ｂは第１レンズ群Ｌ１の最終面より光軸方向前側に配置される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記実施例のレンズ鏡筒は、カメラ本体に対して着脱可能な交換レンズ装置や、ビデオカメラ、プロジェクターや、双眼鏡等の観察機器等の光学機器にも適用することができる。

本発明のレンズ鏡筒は、ビデオカメラ、コンパクトカメラあるいは一眼レフカメラ、プロジェクターなどの光学機器に好適に利用できる。

１ 第１レンズ鏡筒
１ａ ねじ穴
１ｂ 調整面
５ 前部固定鏡筒
５ａ 貫通穴
６ 後部固定鏡筒
１７ ねじ
Ｌ１ 第１レンズ群
１８ ワッシャ

Claims (3)

1. 撮像光学系の最も被写体側に配置されるレンズ群を保持するレンズ群保持鏡筒と、
   前記レンズ群保持鏡筒よりも像側に配置され、前記レンズ群保持鏡筒を傾き調整可能に保持する第１固定鏡筒と、
   前記レンズ群保持鏡筒と前記第１固定鏡筒を像側から固定する固定部材と、
   前記第１固定鏡筒よりも像側に配置される第２固定鏡筒と、
   を有するレンズ鏡筒であって、
   前記固定部材の少なくとも一部は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記レンズ群の最外径よりも内側に配置され、
   前記固定部材は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記第２固定鏡筒よりも外側に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記レンズ群保持鏡筒の傾き調整は、前記レンズ群保持鏡筒と前記第１固定鏡筒との間にスペーサー部材を挟み、前記固定部材で固定することで行われ、
   前記レンズ群保持鏡筒と前記第１固定鏡筒は、前記スペーサー部材を挟持する傾き調整面を有し、
   前記傾き調整面の少なくとも一部は、前記レンズ鏡筒の光軸直交平面内において、前記レンズ群の最外径よりも内側に配置され、
   前記傾き調整面は、前記レンズ群の最終面よりも被写体側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒を有する光学機器。