JP2015106005A - レンズ光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ光学装置において、構造の簡素化、部品点数の削減等を図りつつ、調芯作業を容易にし、又、部品の再利用を図る。【解決手段】ベース１０、ベースに固定された光学要素Ｅ１，Ｅ２（Ｇ），Ｅ３、光学要素に対して調芯しつつベースに組み付けられるレンズ２０、レンズを保持するレンズ枠３０を備えたレンズ光学装置において、ベース１０は、レンズを光軸方向において直接当接させて受ける受け部１２を有し、レンズ枠３０は、ベースに対して着脱自在にかつ環状に形成され、レンズの外周面２２と所定の隙間をおいて形成された内周壁３１と、レンズの外周面の少なくとも一部を接着する接着剤を溜める接着剤溜め部３２を有する。これによれば、構造を簡素化、部品点数を削減でき、調芯作業後に接着剤等で固着した場合でも、問題を生じた部品を容易に分解して、他の問題のない部品を再利用できる。【選択図】図３

Description

本発明は、レンズを含むシャッタユニットや絞りユニット等の光学要素を取り付けた鏡筒や地板等のベースに対して、他のレンズを調芯させて組み付ける構造を備えたレンズ光学装置に関する。

従来のレンズ光学装置としては、ベースとしての固定筒、固定筒に取り付けられたレンズを含む絞りユニット、絞りユニット（及びレンズ）と光軸方向において所定の間隔をおいて配置される複数のレンズ、複数のレンズを固定するレンズ筒等を備え、予め複数のレンズを互いの調芯（光軸方向の距離及び光軸に対する傾きの調整）を行いつつレンズ筒に嵌め込んで固定し、このレンズを固定したレンズ筒を、ベースに対してネジ等により締結しつつ、絞りユニットのレンズに対して調芯（光軸方向の距離及び光軸に対する傾きの調整）を行うようにした（又は調芯後に接着剤等で固着することができる）レンズ鏡筒が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このレンズ光学装置においては、ベース（の基準となる位置）に対して絞りユニットに固定されたレンズを位置合わせ（調芯）し、又、レンズ筒に組み込むレンズをレンズ筒（の基準となる位置）に対して位置合わせ（調芯）しつつレンズ筒に固定し、さらに、レンズを固定したレンズ筒を、絞りユニットを組み込んだベースに対して位置合わせ（調芯）する必要があるため、調芯作業が複雑であり、又、調芯後に接着剤で固着する場合は、その後に分解するのは容易ではなく、不具合のある部品（例えば、調芯が十分に行われなかった又は位置ずれを生じたレンズを含む部品）のみを交換し、他の部品（例えば、レンズを含む絞りユニット等）を再利用するのが困難であった。

特開平１１−６４７０４号公報

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品点数の削減、調芯作業の容易化等を図りつつ、調芯作業を行った後に接着剤等で固着した場合であっても、問題を生じた部品を容易に分解して、他の問題のない部品を再利用することのできるレンズ光学装置を提供することにある。

本発明のレンズ光学装置は、ベースと、ベースに固定された光学要素と、光学要素に対して調芯しつつベースに組み付けられるレンズと、レンズを保持するレンズ枠と、を備えたレンズ光学装置であって、上記ベースは、レンズを光軸方向において直接当接させて受ける受け部を有し、上記レンズ枠は、ベースに対して着脱自在にかつ環状に形成され、レンズの外周面と所定の隙間をおいて形成された内周壁と、レンズの外周面の少なくとも一部を接着する接着剤を溜める接着剤溜め部を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、光学要素（例えば、レンズを含む絞りユニットやシャッタユニット、撮像素子、組み込まれるレンズの調芯を要するその他の光学ユニット等）が予め固定されたベースに対して、レンズを調芯しつつ組み付ける際に、先ずレンズ枠をベースに組付け、レンズ枠の内側にレンズを挿入してベースの受け部に当接させて光軸方向において位置決めし、接着剤溜め部に接着剤を充填し、レンズをレンズ枠内において光軸に垂直な方向に（受け部に沿って）微調整して光軸のずれを調整し、その後に、接着剤を硬化（紫外線照射等により硬化）させることで、レンズの組付け及び調芯作業が完了させることができる。
このように、光学要素が組み込まれたベース（の受け部）にレンズを直接当接させて光軸方向の位置決めを行うため、従来のようにレンズを固定するレンズ筒をベースに組み付ける場合に比べて、構造の簡素化、部品点数の削減等を達成しつつ、容易にレンズを調芯しつつ組付けることができる。また、レンズはレンズ枠に対してのみ固着されており、レンズ枠はベースに対して着脱自在となっているため、仮に組み込んだレンズの調芯作業が不十分であった場合等には、レンズを固着したレンズ枠を取外すだけで、ベースに組み込まれた光学要素はベースと一緒に再利用することができる。

上記構成において、レンズ枠は、ベースに対向させる環状端部と、締結用のネジを通す貫通孔を有し、ベースは、環状に形成された受け部と、受け部の周りにおいてレンズ枠の環状端部を受け入れる環状溝と、レンズ枠の貫通孔を通したネジを締結するネジ穴を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、ベースの受け部の周りに環状溝が設けられているため、レンズ枠をベースに組み付ける際に、レンズ枠の環状端部を環状溝に嵌め込むようにすることで容易に所望の位置に組み付けることができ、又、仮に接着剤がレンズ枠の内周壁とレンズの外周面との間の隙間から内部に流れ込んだとしても、その流れ込んだ接着剤は環状溝で受け止められて受け部の内側の開口部から内部に侵入するのを防止することができる。さらに、レンズ枠をベースにネジで組み付けることにより、容易に着脱することができる。

上記構成において、レンズ枠は、ベースに対して位置決めされる位置決め突起を有し、ベースは、位置決め突起を嵌め込む位置決め凹部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、レンズ枠をベースに組み付ける際に、レンズ枠の位置決め突起をベースの位置決め凹部に嵌め込むことで、レンズ枠をベースの所望の位置に高精度に組み込むことができ、レンズを光軸に垂直な方向に微調整するための隙間（レンズ枠の内周壁とレンズの外周面との間の隙間）を偏り無く一様に確保することができる。

上記構成をなすレンズ光学装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、調芯作業の容易化等を達成しつつ、調芯作業を行った後に接着剤等で固着した場合であっても、位置ずれ等の不具合を生じた部品を容易に分解して、他の問題のない部品を再利用することのできるレンズ光学装置を得ることができる。

本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ枠を組付けた後でレンズを組み付ける前の状態を示す斜視図である。 本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ及びレンズ枠をベースに組み込んだ状態を示す正面図である。 本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ及びレンズ枠をベースに組み込んだ状態を示す断面図である。 本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ及びレンズ枠、ベースを示す分解斜視図である。 本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ、レンズ枠、及びベースを示す分解断面図である。 本発明に係るレンズ光学装置の一実施形態を示すものであり、レンズ枠とレンズの関係を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この実施形態に係るレンズ光学装置は、図１ないし図３に示すように、ベース１０、ベース１０に組み付けられた種々の光学要素としての絞りユニットＥ１及びレンズＧを含むレンズユニットＥ２並びに像振れ補正ユニットＥ３、ベース１０に組み付けられるレンズ２０、レンズ２０を保持して固定するレンズ枠３０等を備えている。
ベース１０は、図３ないし図５に示すように、略中央に形成された円形の開口部１１、一方側の面の開口部１１の周りに形成された受け部としての環状平坦面１２、環状平坦面１２の周りに形成された環状溝１３、環状溝１３の周りに形成されたネジ穴１４及び位置決め凹部１５、その他の部品を取り付ける取付け部１６、他方側の面において、絞りユニットＥ１を収容する収容部１７、レンズＧを含むレンズユニットＥ２を固定する固定部１８等を備えている。

環状平坦面１２は、図５に示すように、レンズ２０の環状端面２１を当接させて受けるように、平面Ｓ上に形成されている。
環状溝１３は、図５に示すように、レンズ枠３０の環状端部３３を受け入れるように、かつ、外側の内周壁が垂直壁として形成され、内側の内周壁が溝底に向かって下り傾斜するように形成されている。
ネジ穴１４は、図１、図２、図４に示すように、レンズ枠３０の貫通孔３４に通されたネジＢをネジ込むべく、周方向において略三等分されたうちの二箇所に形成されている。
位置決め凹部１５は、図４に示すように、レンズ枠３０の位置決め突起３５を嵌め込むべく、周方向において略三等分されたうちの一箇所において円柱状の穴として形成されている。
取付け部１６は、像振れ補正ユニットＥ３に含まれるコイル及びヨークＣＹあるいは絞りユニットＥ１に含まれる絞り羽根を駆動する電磁アクチュエータＭを取り付け得るように形成されている。

収容部１７は、図３に示すように、絞りユニットＥ１の絞り羽根（不図示）を回動自在に収容するべく形成されている。
固定部１８は、図３に示すように、光軸Ｌ１を有するレンズＧを固定したレンズユニットＥ２を固着または締結し得るように形成されている。
ここで、固定部１８は、レンズユニットＥ２を固定する際に、レンズＧの光軸Ｌ１が環状平坦面１２が位置する平面Ｓに対して垂直となり、レンズＧの光軸Ｌ１が開口部１１の略中央に位置付けられ、レンズＧと環状平坦面１２との間の光軸Ｌ１方向における距離が所定の値になるように、レンズユニットＥ２を微調整しつつ固定できるように形成されている。

絞りユニットＥ１は、絞り羽根（不図示）、駆動用のモータＭ等を備えており、ベース１０の収容部１７に絞り羽根等が収容され、モータＭがベース１０の前方側に固定されている。
レンズユニットＥ２は、図３に示すように、レンズＧ、レンズＧを固定すると共にベース１０の固定部１８に固定されたレンズ保持部材Ｅ２１等を備えている。
レンズＧは、図３に示すように、光軸Ｌ１を有する両凸レンズである。
レンズ保持部材Ｅ２１は、レンズＧを予め固着させ、レンズＧの光軸Ｌ１がベース１０の平面Ｓと垂直になるようにかつ光軸Ｌ１が開口部１１の略中央に位置付けられるようにさらにベース１０の環状平坦面１２までの光軸Ｌ１方向の距離が所望の値になるように調芯された後に、ベース１０の固定部１８に固定される。
像振れ補正ユニットＥ３は、ベース１０に対して可動に支持されると共に補正レンズを保持した可動ホルダ（不図示）、可動ホルダを駆動するべくコイル及びヨークＣＹ等を含む駆動機構等により構成されている。

レンズ２０は、図５及び図６に示すように、小径の両凸レンズ２０ａと大径の両凹レンズ２０ｂを接合した接合レンズであり、ベース１０の環状平坦面１２に当接される環状端面２１、レンズ枠３０の内周壁３１と対向するように配置されるコバを画定する外周面２２、凸面２３、凹面２４等を備えている。
レンズ２０において、両凸レンズ２０ａと両凹レンズ２０ｂとは、予め調芯されて接合固着されており、全体として光軸Ｌ２を有し、又、その外周面２２は外径φｄをなすように形成されている。

レンズ枠３０は、図１ないし図６に示すように、略環状に形成されており、レンズ２０の外周面２２と所定の隙間をなすように形成された内周壁３１、レンズ２０の外周面２２の少なくとも一部（ここでは三箇所）を接着する接着剤Ｇｒを溜める３つの接着剤溜め部３２、ベース１０の環状溝１３に嵌め込まれる環状端部３３、締結用のネジＢを通す２つの貫通孔３４、ベース１０の位置決め凹部１５に嵌め込む位置決め突起３５等を備えている。

内周壁３１は、内径φＤをなす円筒面として形成されており、レンズ２０の外周面２２を所定の隙間をおいて受け入れるように形成されている。
接着剤溜め部３２は、レンズ枠３０の上端側（図５中の上方に位置する端部側）において、内周壁３１を部分的に円弧状に肉抜きして凹部として形成されている。
環状端部３３は、レンズ枠３０の外径よりも小径に縮径して円筒状に形成されており、ベース１０の環状溝１３に嵌め込まれるようになっている。
貫通孔３４は、ネジＢのネジ部を所定の隙間をもって通すと共にネジＢの頭部が通らないように形成されている。
位置決め突起３５は、段付きの円柱状に形成されており、ベース１０の位置決め凹部１５に嵌合されるように形成されている。

ここで、レンズ２０とレンズ枠３０との関係については、図６に示すように、レンズ２０の外周面２２の外径φｄがレンズ枠３０の内周壁３１の内径φＤよりも小さく、両者の間に隙間ΔＣが形成されるようになっている。
隙間ΔＣは、ベース１０にレンズ枠３０を締結固定した後に、レンズ２０をレンズ枠３０内に挿入してベース１０の環状平坦面１２に当接させた後、環状平坦面１２（平面Ｓ）に沿って移動させつつレンズＧの光軸Ｌ１にレンズ２０の光軸Ｌ２を一致させるように調芯作業を行う際に、その調芯作業を行うために必要な最小寸法〜接着剤溜め部３２に充填された接着剤が隙間ΔＣの領域を流れ落ちて内部に侵入しない寸法（最大寸法）の範囲に収まるように形成されている。
尚、接着剤Ｇｒの粘性（粘度）によりその流動性は異なるため、使用される接着剤Ｇｒに応じて、隙間ΔＣの最大寸法が規定される。

また、図６に示すように、レンズ２０の外周面２２の高さ寸法（コバ厚）ｈとレンズ枠３０の内周壁３１の高さ寸法Ｈとの関係において、Ｈ＞ｈの関係を満たすように形成されるのが好ましく、又、接着剤溜め部３２が形成された領域の内周壁３１の高さ寸法Ｈ１と接着剤溜め部３２の深さ寸法Ｈ２との関係は、Ｈ１＞Ｈ２の関係を満たすように形成されるのが好ましい。このような寸法関係を満たすことで、接着剤Ｇｒの流れ込みによるベース１０との固着を防止しつつ、接着剤Ｇｒを用いてレンズ２０の外周面２２の一部をレンズ枠３０に確実に固着することができる。

次に、上記構成をなすレンズ光学装置の組立て及び調芯作業について説明する。
先ず、図３の下側領域に示されるように、ベース１０に対して、絞りユニットＥ１、レンズＧを含むレンズユニットＥ２、像振れ補正ユニットＥ３等を組み込む。
ここで、レンズＧは、光軸Ｌ１がベース１０の平面Ｓ（環状平坦面１２）と垂直になるようにかつ光軸Ｌ１が開口部１１の略中央に位置付けられるように、又、ベース１０の環状平坦面１２までの光軸Ｌ１方向の距離が所望の値になるように調芯されて組み付けられている。

続いて、レンズ枠３０をベース１０の上から近づけ、環状端部３３を環状溝１３に嵌め込むと共に、位置決め突起３５を位置決め凹部１５に嵌め込んで位置決めし、貫通孔３４にネジＢを通すと共にネジ穴１４に捩じ込んで、レンズ枠３０をベース１０に締結固定する。
このレンズ枠３０の取り付けの際に、レンズ枠３０の環状端部３３を環状溝１３に嵌め込むと共に位置決め突起３５を位置決め凹部１５に嵌め込むことで、レンズ枠３０をベース１０の所望の位置に高精度に組み込むことができ、又、レンズ２０を光軸Ｌ２に垂直な方向に微調整するための隙間（レンズ枠３０の内周壁３１とレンズ２０の外周面２２との間の隙間）を偏り無く一様に確保することができる。

続いて、レンズ２０を上方からベース１０に近づけてレンズ枠３０の内側に挿入し、レンズ２０の環状端面２１をベース１０の受け部としての環状平坦面１２に当接させる。
これにより、ベース１０を基準として、レンズＧとレンズ２０との光軸Ｌ１，Ｌ２方向の軸間距離が所定の値に設定される。
続いて、接着剤溜め部３２に紫外線硬化型の接着剤Ｇｒを注入する。ここでは、環状平坦面１２の周りに環状溝１３が形成されているため、硬化させる前の接着剤Ｇｒが仮にレンズ枠３０の内周壁３１とレンズ２０の外周面２２との間の隙間から内部に流れ込んだとしても、その流れ込んだ接着剤Ｇｒは環状溝１３で受け止められて環状平坦面１２の内側の開口部１１から内部に侵入するのを防止することができる。

その後、所定の調芯用の計測器又は映像を確認しつつ、レンズ２０を環状平坦面１２に沿って移動させつつレンズＧの光軸Ｌ１にレンズ２０の光軸Ｌ２を一致させ、その一致した状態を保持しつつ接着剤Ｇｒに紫外線を照射して接着剤Ｇｒを硬化させる。
これにより、ベース１０に対するレンズ２０組付け及びレンズＧに対する調芯作業が完了する。

一方、レンズ２０の調芯作業が不十分であった場合は、ネジＢを緩めてレンズ２０が固着したレンズ枠３０を取外せば、他の光学要素Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を組み付けたベース１０を再利用することができる。

上記構成をなすレンズ光学装置によれば、光学要素Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が組み込まれたベース１０（の受け部としての環状平坦面１２）にレンズ２０を直接当接させて光軸Ｌ１，Ｌ２方向の位置決めを行うため、従来のようにレンズを固定するレンズ筒をベースに組み付ける場合に比べて、構造の簡素化、部品点数の削減、調芯作業の容易化等を達成しつつ、容易にレンズ２０を調芯しつつ組付けることができ、一方、レンズ２０の調芯作業が不十分であった場合等には、レンズ２０を固着したレンズ枠３０を取外すだけで、ベース１０に組み込まれた光学要素Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３はベース１０と一緒に再利用することができる。

上記実施形態においては、ベース１０に設ける受け部として、環状平坦面１２を採用したが、これに限定されるものではなく、周方向に点在する複数の支持凸部を設けてもよく、又、平坦面でなくても断面が凸状に湾曲した環状凸面として形成されてもよい。
上記実施形態においては、レンズ枠３０に固着されるレンズとして、２つのレンズ２０ａ，２０ｂを接合したレンズ２０を示したが、これに限定されるものではなく、単一のレンズ、三枚以上の接合レンズ、その他のレンズを適用することができる。

上記実施形態においては、ベース１０に予め組み付けられた光学要素として、絞りユニットＥ１、レンズユニットＥ２、像振れ補正ユニットＥ３を示したが、これに限定されるものではなく、レンズを含むシャッタユニット、撮像素子、その他の光学要素を備えた構成において本発明を採用することができる。
上記実施形態においては、レンズ枠３０をベース１０に対して着脱自在にする手法として、ネジＢを用いて締結する手法を示したが、これに限定されるものではなく、スナップフィット等により固定する手法、ベースに螺合溝を設け、レンズ枠の一部に螺合ネジを設け、レンズ枠をベースに対して着脱自在に螺合させる構成を採用してもよい。

以上述べたように、本発明のレンズ光学装置は、構造の簡素化、部品点数の削減、調芯作業の容易化等を達成しつつ、調芯作業を行った後に接着剤等で固着した場合であっても、位置ずれ等の不具合を生じた部品を容易に分解して、他の問題のない部品を再利用することができるため、絞りユニットやシャッタユニットを含むレンズ光学装置に適用できるのは勿論のこと、その他のレンズを含む光学機器等においても有用である。

１０ ベース
１１ 開口部
１２ 環状平坦面（受け部）
Ｓ 平面
１３ 環状溝
１４ ネジ穴
Ｅ１ 絞りユニット
Ｅ２ レンズユニット
Ｇ レンズ
Ｌ１ レンズＧの光軸
１５ 位置決め凹部
２０ レンズ
２１ 環状端面
２２ 外周面
Ｌ２ レンズ２０の光軸
３０ レンズ枠
Ｂ ネジ
３１ 内周壁
３２ 接着剤溜め部
３３ 環状端部
３４ 貫通孔
３５ 位置決め突起
Ｇｒ 接着剤

Claims (3)

1. ベースと、前記ベースに固定された光学要素と、前記光学要素に対して調芯しつつ前記ベースに組み付けられるレンズと、前記レンズを保持するレンズ枠と、を備えたレンズ光学装置であって、
   前記ベースは、前記レンズを光軸方向において直接当接させて受ける受け部を有し、
   前記レンズ枠は、前記ベースに対して着脱自在にかつ環状に形成され、前記レンズの外周面と所定の隙間をおいて形成された内周壁と、前記レンズの外周面の少なくとも一部を接着する接着剤を溜める接着剤溜め部を有する、
   ことを特徴とするレンズ光学装置。
2. 前記レンズ枠は、前記ベースに対向させる環状端部と、締結用のネジを通す貫通孔を有し、
   前記ベースは、環状に形成された前記受け部と、前記受け部の周りにおいて前記レンズ枠の環状端部を受け入れる環状溝と、前記レンズ枠の貫通孔を通したネジを締結するネジ穴を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ光学装置。
3. 前記レンズ枠は、前記ベースに対して位置決めされる位置決め突起を有し、
   前記ベースは、前記位置決め突起を嵌め込む位置決め凹部を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ光学装置。
   

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