JP2013231889A - 光学素子保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学装置全体の偏芯収差、非偏芯収差の双方の調整を特定のレンズ１枚の調整で可能にした光学素子保持装置を提供すること。
【解決手段】光学素子と、前記光学素子の外周面に当接しており、回転することで前記光学素子を回転させる回転部材と、前記回転部材の回転軸を偏芯させることで前記光学素子の光軸を変化させる偏芯部材と、前記回転部材と前記偏芯部材が一体である少なくとも3個以上の調整手段を持つことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ、フィルター、ミラー等の光学素子を保持する光学素子保持装置に関し、特にレンズ光学系を構成するレンズを偏芯及び回転させて光学性能の調整を行なう装置に関するものである。

従来テレビレンズの組立工程では、テレビレンズ全体の光学性能を確認し、目標の光学性能に達するように、特定のレンズの偏芯を調整することで偏芯収差を調整し、また回転させることで非偏芯収差の調整を行なう。

特にレンズを回転させる際には、レンズを保持している押え環を外す必要があり、一旦レンズを分解しなくてはいけない。そのため全体の光学性能を確認しながらの調整が行なえず、確認→分解→組立→確認と繰り返すために調整に長時間を要する。

例えば、特許文献１では光学性能を確認しながらレンズ鏡筒を回転させる技術が開示されている。

特開２０００−７５１８２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、レンズ鏡筒を回転させてレンズの偏芯調整を行なうことしか出来ない。そのため、鏡筒の製造誤差やレンズと鏡筒の嵌合がたにより発生する片ボケ等の偏心収差と、レンズの加工及びレンズの保持により発生する非点収差等の非偏心収差が、レンズ鏡筒を回転させることで同時に変化してしまい、最適な調整が出来ない場合がある。また、偏芯収差と非偏芯収差の調整を異なる特定のレンズで行なうと、調整箇所が増えてしまい装置の大型化が生じる。

そこで、本発明の目的は、偏芯収差、非偏芯収差の双方を１枚の特定のレンズで調整することを可能にした光学素子保持装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、光学素子と、前記光学素子の外周面に当接しており、回転することで前記光学素子を回転させる回転部材と、前記回転部材の回転軸を偏芯させることで前記光学素子の光軸を変化させる偏芯部材と、前記回転部材と前記偏芯部材が一体である少なくとも3個以上の調整手段を持つことを特徴とする。

本発明によれば偏芯収差、非偏芯収差の双方を１枚の特定のレンズで調整することを可能にした光学素子保持装置を提供することができる。

実施例１の光学素子保持装置を示す図であり、(a)は正面図、(b)は断面図、(c)は拡大図である。 実施例２の光学素子保持装置を示す図であり、(a)は正面図、(b)は断面図、(c)は拡大図である。 実施例３の光学素子保持装置を示す図であり、(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図であり、(c)は(b)のB部拡大図である。 実施例３の光学素子保持装置を示す図であり、図３（ｂ）のC部拡大図である。

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。

［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、光学素子保持装置について説明する。(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(b)のB部拡大図である。

レンズ1は鏡筒2及び鏡筒2に設けられた３箇所のレンズ調整部101により保持されており、レンズ調整部101は2個のベアリング10と、保持ネジ8と、偏芯軸3と、止めネジ9と、回転部材4と、バネ部材6と、固定ネジ5と、摩擦部材7から成る。

偏芯軸3は鏡筒2に２個のベアリング10と保持ネジ8によって回転可能に取り付けられており、形成されたギア部3aを回転させることでレンズ1と鏡筒2の接触位置が変化するため、レンズ1の光軸が鏡筒2に対して変化する。止めネジ9は鏡筒2に設けられたタップ穴に螺合し、ねじ込むことで偏芯軸3と接触し、偏芯軸3の回転規制を行なう。回転部材4は偏芯軸3に対して嵌合、且つ回転可能に取り付けられ、レンズ1と接触しており、形成されたギア部4aを回転させることで、レンズ1をレンズ1の光軸を中心に回転させる。摩擦部材7は弾性部材で外周に複数の凸部を有し、回転部材4に接着あるいは圧入により取り付けられており、凸部がレンズ1と接触することで、回転部材4の回転力をレンズ1に伝達し易くする。バネ部材6は回転部材4を介してレンズ1に軽度な押圧力を与えることで、レンズ1を傷付かない程度に鏡筒2に押圧し、調整中のレンズ1ががたつくことを防ぐ。固定ネジ5は偏芯軸3に設けられたタップ穴に螺合しており、ねじ込むことで回転部材4と接触し、調整後の回転部材4の回転を規制すると共にレンズ1を固定する。

上記の如く構成された光学保持装置の調整作用は以下の通りである。レンズ1を含む図示されない複数の光学素子を持つ光学装置（以下光学装置とする）を水平に置いた状態で光学装置全体の性能を確認する。性能を確認しながらレンズ1を調整することにより、目標となる光学装置全体の性能を得る。

光学装置全体の偏芯収差を調整する際には、３箇所のレンズ調整部101の止めネジ9が偏芯軸3と接触していない、且つ固定ネジ5と回転部材4が接触しておらず、バネ部材6により回転部材4がレンズ1に付勢されている状態で行なう。２箇所のレンズ調整部101-2及び101-3の偏芯軸3に形成されているギア部3aを回転させ、レンズ1の光軸の位置を変化させて光学装置全体の偏芯収差を調整する。偏芯収差の調整が完了したら３箇所のレンズ調整部101の止めネジ9をねじ込み、偏芯軸3と接触させることで偏芯軸3の回転規制をする。

光学装置全体の非偏芯収差を調整する際には、３箇所のレンズ調整部101の止めネジ9が偏芯軸3と接触しており、且つ固定ネジ5と回転部材4が接触しておらず、バネ部材6により回転部材4がレンズ1に付勢されている状態で行なう。３箇所のレンズ調整部101の内、任意の箇所の回転部材4に形成されているギア部4aを回転させて、レンズ1の回転を行ない光学装置全体の非偏芯収差を調整する。

偏芯収差、非偏芯収差の双方、またはどちらか一方の調整で光学装置全体の性能が補償されたら、３箇所のレンズ調整部101の固定ネジ5をねじ込み、回転部材4及びレンズ1を固定する。

［実施例２］
以下、図２を参照して、本発明の第２の実施例による、光学素子保持装置について説明する。(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(b)のB部拡大図である。

レンズ1は鏡筒11と鏡筒11に設けられた３箇所のレンズ調整部201により保持されており、レンズ調整部201は固定軸12と、偏芯部材13と、止めネジ9と、回転部材14と、バネ部材6と、固定ネジ5と、２個のOリング15から成る。

固定軸12は鏡筒11に設けられたタップ穴に螺合することで取り付けられる。偏芯部材13は固定軸12に対して嵌合、且つ回転可能に取り付けられており、形成されたギア部13aを回転させることでレンズ1と鏡筒11の接触位置が変化するため、レンズ1の光軸が鏡筒11に対して変化する。止めネジ9は偏芯部材13に設けられたタップ穴に螺合し、ねじ込むことで固定軸12と接触し、偏芯部材13の回転規制を行なう。回転部材14は偏芯部材13に対して嵌合、且つ回転可能に取り付け、レンズ1と接触しており、形成されたギア部14aを回転させることで、レンズ1をレンズ1の光軸を中心に回転させる。２個のOリング15は回転部材14に設けられた溝に圧入によって取り付けられており、レンズ1と接触することで回転部材14の回転力をレンズ1に伝達し易くする。バネ部材6は回転部材14を介してレンズ1に軽度な押圧力を与えることで、レンズ1を傷付かない程度に鏡筒11に押圧し、調整中のレンズ1ががたつくことを防ぐ。固定ネジ5は固定軸12に設けられたタップ穴に螺合しており、ねじ込むことで回転部材14と接触し、調整後の回転部材14の回転を規制すると共にレンズ1を固定する。

上記の如く構成された光学保持装置の調整作用は以下の通りである。光学装置を水平に置いた状態で光学装置全体の性能を確認する。性能を確認しながらレンズ1を調整することにより、目標となる光学装置全体の性能を得る。

光学装置全体の偏芯収差を調整する際には、３箇所のレンズ調整部201の止めネジ9が固定軸12と接触していない、且つ固定ネジ5と回転部材14が接触しておらず、バネ部材6により回転部材14がレンズ1に付勢されている状態で行なう。２箇所のレンズ調整部201-2及び201-3の偏芯部材13に形成されているギア部13aを回転させ、レンズ1の光軸の位置を変化させて光学装置全体の偏芯収差を調整する。偏芯収差の調整が完了したら３箇所のレンズ調整部201の止めネジ9をねじ込み、固定軸12と接触させることで偏芯部材13の回転規制をする。

光学装置全体の非偏芯収差を調整する際には、３箇所のレンズ調整部201の止めネジ9が固定軸12と接触し、且つ固定ネジ5と回転部材14が接触しておらず、バネ部材6により回転部材14がレンズ1に付勢されている状態で行なう。３箇所のレンズ調整部201の内、任意の箇所の回転部材14に形成されているギア部14aを回転させて、レンズ1の回転を行ない光学装置全体の非偏芯収差を調整する。

偏芯収差、非偏芯収差の双方、またはどちらか一方の調整で光学装置全体の性能が補償されたら、３箇所のレンズ調整部201の固定ネジ5をねじ込み、回転部材14及びレンズ1を固定する。

［実施例３］
以下、図３、図４を参照して、本発明の第３の実施例による、光学素子保持装置について説明する。(a)は正面図、(b)は(a)のA-A断面図であり、(c)は(b)のB部拡大図である。図４は図３(b)のC部拡大図である。

レンズ1は鏡筒16と鏡筒16に設けられたネジ部と螺合する押え環17により固定され，レンズユニット303となる。レンズユニット303は鏡筒18と、鏡筒18に設けられたレンズ調整部301と２箇所のレンズ調整部302により保持されている。レンズ調整部301は２個のベアリング10と、保持ネジ8と、偏芯軸3と、止めネジ9と、回転部材19と、バネ部材6と、固定ネジ5から成る。レンズ調整部302は２個のベアリング10と、保持ネジ8と、偏芯軸3と、止めネジ9と、回転部材20と、バネ部材6と、固定ネジ5から成り、レンズ調整部301との相違は回転部材20のみである。

偏芯軸3は鏡筒18に２個のベアリング10と保持ネジ8によって回転可能に取り付けられており、形成されたギア部3aを回転させることでレンズユニット303と鏡筒18の接触位置が変化するため、レンズユニット303の光軸が鏡筒18に対して変化する。止めネジ9は鏡筒18に設けられたタップ穴に螺合し、ねじ込むことで偏芯軸3と接触し、偏芯軸3の回転規制を行なう。レンズ調整部301に構成される回転部材19は偏芯軸3に対して嵌合、且つ回転可能に取り付けられており、ギア部19aと鏡筒16に設けられたギア部16aは噛み合っており、ギア部19aを回転させることで、レンズユニット303を回転させる。レンズ調整部302に構成される回転部材20は偏芯軸3に対して嵌合、且つ回転可能に取り付けられており、回転部材19との差異はギア部の有無のみである。バネ部材6は回転部材19及び20を介してレンズユニット303に軽度な押圧力を与えることで、鏡筒18に対して押圧し、調整中のレンズユニット303ががたつくことを防ぐ。固定ネジ5は偏芯軸3に設けられたタップ穴に螺合しており、ねじ込むことで回転部材19及び20と接触し、調整後の回転部材19及び20の回転を規制すると共にレンズユニット303を固定する。

上記の如く構成された光学保持装置の調整作用は以下の通りである。光学装置を水平に置いた状態で光学装置全体の性能を確認する。性能を確認しながらレンズユニット303を調整することにより、目標となる光学装置全体の性能を得る。

光学装置全体の偏芯収差を調整する際には、レンズ調整部301及び２箇所のレンズ調整部302の止めネジ9が偏芯軸3と接触していない状態にする。また固定ネジ5と回転部材19及び20が接触しておらず、バネ部材6により回転部材19及び20がレンズ1に付勢されている状態で行なう。２箇所のレンズ調整部302-1及び302-2の偏芯軸3に形成されているギア部3aを回転させ、レンズユニット303の光軸の位置を変化させて光学装置全体の偏芯収差を調整する。偏芯収差の調整が完了したらレンズ調整部301及び２箇所のレンズ調整部302の止めネジ9をねじ込み、偏芯軸3と接触させることで偏芯軸3の回転規制をする。

光学装置全体の非偏芯収差を調整する際には、レンズ調整部301及び２箇所のレンズ調整部302の止めネジ9が偏芯軸3と接触している状態にする。また固定ネジ5と回転部材19及び20が接触しておらず、バネ部材6により回転部材19及び20がレンズ1に付勢されている状態で行なう。レンズ調整部301の回転部材19に形成されているギア部19aを回転させて、レンズユニット303の回転を行ない、光学装置全体の非偏芯収差を調整する。

偏芯収差、非偏芯収差の双方、またはどちらか一方の調整で光学装置全体の性能が補償されたら、レンズ調整部301及び２箇所のレンズ調整部302の固定ネジ5をねじ込み、回転部材19、20及びレンズユニット303を固定する。

上記３つの実施例ではレンズ調整ユニットの数は全て３つであったが、これはレンズを保持する際に発生する収差を抑制するのに有利（公知）であるためであり、必要に応じてはこの限りではない。

ところで、上記３つの実施例ではレンズ調整ユニットのギア部の駆動方法については記載していないが、これは光学性能を確認しながら手で直接駆動させても、モーターを繋いだギアにより駆動させても構わない。更には確認された光学性能から、収差の方向及び量を演算して自動的に調整をすることも可能である。

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。

1・・・レンズ
2、11、16、18・・・鏡筒
3・・・偏芯軸
4、14、19、20・・・回転部材
5・・・固定ネジ
6・・・バネ部材
7・・・摩擦部材
8・・・保持ネジ
9・・・止めネジ
10・・・ベアリング
12・・・固定軸
13・・・偏芯部材
15・・・Oリング
17・・・押え環
3a、4a、13a、14a、16a、19a・・・ギア部
101、201、301、302・・・レンズ調整ユニット
303・・・レンズユニット

Claims (9)

1. 光学素子と、
   前記光学素子の外周面に当接しており、回転することで前記光学素子を回転させる回転部材と、
   前記回転部材の回転軸を偏芯させることで前記光学素子の光軸を変化させる偏芯部材と、
   前記回転部材と前記偏芯部材が一体である少なくとも3個以上の調整手段を持つことを特徴とする光学素子保持装置。
2. 前記偏芯部材とは前記光学素子を保持する保持部材に回転可能に取り付けられた偏芯した軸から成り、前記回転部材とは前記偏芯部材に係合し、回転可能に取り付けられた管状であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子保持装置。
3. 前記光学素子調整後の前記光学素子の固定手段を前記調整手段に持つことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学素子保持装置。
4. 前記光学素子調整中に前記光学素子を光軸方向に付勢する付勢手段を持つことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光学素子保持装置。
5. 前記光学素子と前記回転部材双方に接する摩擦部材を持つことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光学素子保持装置。
6. 光学素子と、
   前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材の外周面に当接しており、回転することで前記保持部材を回転させる回転部材と、
   前記回転部材の回転軸を偏芯させることで前記保持部材に保持される前記光学素子の光軸を変化させる偏芯部材と、
   前記回転部材と前記偏芯部材が一体である少なくとも3個以上の調整手段を持つことを特徴とする光学素子保持装置。
7. 前記光学素子調整後の保持部材の固定手段を前記調整手段に持つことを特徴とする請求項６に記載の光学素子保持装置。
8. 前記光学素子調整中に前記保持部材を光軸方向に付勢する付勢手段を持つことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光学素子保持装置。
9. 前記偏芯部材の偏芯固定手段を持つことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の光学素子保持装置。