JP3867894B2 - 調心装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系の調心装置に関し、特にデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、銀塩フイルムカメラなどの撮影光学系の調心装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影装置の小型化に伴って撮影光学系の小型化や非球面の導入などにより、レンズ組付け時の位置精度が厳しくなっている。その為、偏心感度が高く、調心組付けを必要とする光学系を量産する機会が多くなってきている。
従来の調心技術では、レンズと枠の間の嵌合ガタを利用した調心が大部分で、レンズを光軸に直交する面内で動かす所謂シフト調心しか行っていない場合がほとんどであった。また、ごく一部の製品では、鏡枠間の空中で保持したレンズをシフトおよびチルト調心後にそのまま接着する方法が取られていたが、調心装置が複雑で高価になるうえ、接着剤が硬化するまで治工具でレンズを保持しつづける必要があるなど、作業のサイクルタイムが長くなってしまうと難点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、その目的は簡単な機構で容易かつ確実に調心可能であり、しかも調心後に短時間で正確に接着固定可能な光学系の精度の高い調心装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、鏡筒１の内側に支持され外円周と内円周とが互いに偏心する略円環形状をなす外偏心枠２と、前記外偏心枠２の内側に支持され外円周と内円周とが互いに偏心する略円環形状をなしてレンズ４を支持する内偏心枠３とを備え、前記外偏心枠２の外側円周方向壁面と前記鏡筒１の内側円周方向壁面との少なくとも一部が互いに円錐面を形成し摺動自在に接することにより、前記外偏心枠２が前記鏡筒１に回動自在に嵌合され、前記内偏心枠３の外側円周方向壁面と前記外偏心枠２の内側円周方向壁面との少なくとも一部が互いに球面を形成して摺動自在に接することにより、前記内偏心枠３が前記外偏心枠２に回動自在に嵌合され、前記外偏心枠２または前記内偏心枠３のうち少なくとも１つが、前記レンズの光軸に垂直な面および前記接する壁面に開いた逃げ部を設けられており、前記外偏心枠２および前記内偏心枠３を回動させることによって前記レンズ４の光軸のシフトおよびチルト偏心を調心することを特徴とする。このような構成によって、シフトおよびチルト偏心の調心が容易かつ確実に行うことができる。特に、光軸を含む断面形状が凹状の逃げ部を設ける事により、アンダーカットによる製造および組付け不能の回避や、接着剤溜りとする事による接着強度の増大、外観の向上などが可能となる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の調心装置において、前記内外の偏心枠のうち少なくとも１つには、凹または凸状の１以上の係合部が設けられ、治工具を適用することによって該枠の保持、調心動作および調心量の特定が可能となることを特徴とする。このような構成によって、調心装置による調心枠の保持を確実にする事ができると共に、調心工程で実際に枠を移動する前に移動するべき方向および量の予測が可能となり作業時間を短縮する事が出来る。
請求項３の発明は、請求項２に記載の調心装置において、前記３つの係合部をＡ，Ｂ，Ｃとすると、前記係合部Ａと前記係合部Ｂの位置を示す中心からの角度θ１、前記係合部Ｂと前記係合部Ｃの位置を示す中心からの角度θ２、前記係合部Ａと前記係合部Ｃの位置を示す中心からの角度θ３は、θ１≠θ２、θ１≠θ３、θ２≠θ３の関係を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２に記載の調心装置において、前記３つの係合部をＡ，Ｂ，Ｃとすると、前記係合部Ａの幅 D1 、前記係合部Ｂの幅 D2 、前記係合部Ｃの幅 D3 は、 D １≠ D ２、 D ２≠ D ３の関係を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本実施の形態を説明する。
図１は 本発明の調心装置の一例の上面図である。
符号の説明をすると、１は支持部材（例えば鏡筒）であり、被調心レンズ４を支持するベースとなる部分である。２は外側に位置する外偏心枠であり、この例では鏡筒との摺動面（壁面）で摺動自在に接し、回動自在に嵌合している。
３は内側に位置する内偏心枠であり、その外側円周表面（壁面）は球面で、外偏心枠の内円周表面（壁面）摺動自在に接し、外偏心枠と回動自在に嵌合されている。そして、内偏心枠３はその内部に被調整レンズ４を固定的に支持する構造になっている。
内外の偏心枠は、それぞれ枠の内面・外面の中心軸が偏心している為、内偏心枠に保持されたレンズは二つの枠の位置の組み合わせにより、即ち摺動的に回動させることにより２次元的にシフト調心移動が可能となる。
また、ここで球面で摺動可能に接することにより、チルト偏心が可能となる。
【００１１】
図２は 本発明の調心装置の横断面図である。
図中、内偏心枠３の上面には、凹状の逃げ部５が設けられている。偏心枠に逃げ部を設ける事により、球面が深くなった場合でも組みつけが可能となる。
また、外偏心枠２の上面には調心治具嵌合部６（請求項５の係合部）が設けられている。図１では円柱状の穴となっているが、形状・凹凸状態に依らず調心治具との嵌合が確実な形状であればよい。
【００１２】
図３は、本実施の形態による偏心枠の１例の上平面図である。この例においては、図に示すように各円柱状の凹部の位置を示す中心からの角度がそれぞれ異なる、即ち、「θ１≠θ２」、「θ１≠θ３」、「θ２≠θ３」の関係を有する。それによって、治工具を容易に間違いなく嵌合部へと係合し、調心動作を行うことができる。
【００１３】
図４は、本実施の形態による偏心枠の他の例を示し、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は平面図である。この例においては、係合部はスリット状であり、図中に示すスリット幅は「Ｄ１≠Ｄ２」、「Ｄ２≠Ｄ３」の関係を有している。このようにスリット幅を設定することによって、治工具を適用する際に容易に間違いのない係合を可能にする。
【００１４】
図５は、本実施の形態による調心装置で行う調心工程の説明図であり、（ａ）は調心動作を説明する説明図であり、（ｂ）はセンサーで検知されたシフト偏心の調心前後の状態を示し、（ｃ）はセンサーで検知された調整の前後の状態を示し、（ｄ）はセンサーで検知されたチルト偏心の調心の前後の状態を示し、（ｅ）は干渉縞を使って検知されたチルト偏心の調心の前後の状態を示す。
図５の（ａ）に示すように、光源２２からの光は調心されるべきレンズ４を通過し、固定光学系２４を通過してセンサー２５上に焦点を結ぶ。その焦点は主にシフト偏心している場合は（ｂ）に示すように検知された焦点は、中心を離れて焦点を結ぶ。これに対して治工具を使って調整し、図中の中心に来るよう調心される。このようにして光軸調整は、偏心枠を治具で回動させることにより行う。
また球面収差が著しい場合は、図５の（ｃ）に示すように、焦点が点にならず面積を有する円形状になるので、これも内外の偏心枠を調心することによって、一定程度小さくして、球面収差の影響を押さえることができる。
また、主にチルト偏心しているときは光軸がセンサー２５面と直交しないために（ｄ）に示すように光束の焦点は正円形とならずに、楕円形などのゆがんだ形状となる。
チルト偏心の調心においては、干渉縞を使う方法も可能であり、（ｅ）にそれを示す。この時、光源としてはレーザー光線を使用する。
チルト偏心は、（ｄ）および（ｅ）に示すように光束が正円形になるように球面で接する壁面を治具を用いて摺動させ回動させることによって調心する。
ここでセンサー２５としてはＣＣＤやテレビカメラを用いることができる。
【００１５】
図６は、内外の偏心枠に対して治工具を使って行う調心動作を説明する模式的説明図である。
偏心枠およびレンズのユニットを通過した光線をセンサで受け、その特性（ぼけの大きさ・対称性など）を解析して、レンズを偏心調整する方向と量を計算する。この時、調整治具と偏心枠との位置関係を１対１にすることにより、治具の回転方向・量からレンズ偏心の移動方向が計算によって予測可能となる。そして、図の場合、枠の外側上方から調整治具の爪を枠に設けられた係合部（調心治具嵌合部）に係合させて回転させることによって、調心する。
更に、調心後、偏心枠に対しては接着剤３５を適用することによって、強固に固定化される。
ここで好適には、図２に示すような逃げ部５を設けてそこに接着剤を注入してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、２つの偏心枠を設けることにより容易かつ確実にシフトおよびチルト調心可能な精度の高い調心装置を提供できる。同発明によれば、偏心枠製造・組付けが容易になりかつ外観品質を落とさずに強固な接着固定が可能なる精度の高い調心装置を提供できる。請求項２に係る発明によれば、偏心枠の移動を確実に出来、また調心装置が偏心枠を動かす前にレンズ光軸の移動方向が予測計算可能になる為、短時間で調心作業を終える事が可能な、作業効率の高い調心装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による調心装置の上平面図である。
【図２】本実施の形態による調心装置の横断面図である。
【図３】本実施の形態による偏心枠の１例の上平面図である。
【図４】本実施の形態による偏心枠の他の例を示し、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】本実施の形態による調心装置で行う調心工程の説明図であり、（ａ）は調心動作を説明する説明図であり、（ｂ）はセンサーで検知されたシフト偏心の調心前後を示し、（ｃ）はセンサーで検知された調整の前後を示し、（ｄ）はセンサーで検知されたチルト偏心の調心の前後を示し、（ｅ）は干渉縞を使って検知されたチルト偏心の調心の前後を示す。
【図６】内外の偏心枠に対して治工具を使って行う調心動作を説明する模式的説明図である。
【符号の説明】
１ 支持部材
２ 外偏心枠
３ 内偏心枠
４ レンズ
５ 逃げ部
６ 調心治具嵌合部
７ 光軸

Claims (4)

1. 鏡筒１の内側に支持され外円周と内円周とが互いに偏心する略円環形状をなす外偏心枠２と、
   前記外偏心枠２の内側に支持され外円周と内円周とが互いに偏心する略円環形状をなしてレンズ４を支持する内偏心枠３とを備え、
   前記外偏心枠２の外側円周方向壁面と前記鏡筒１の内側円周方向壁面との少なくとも一部が互いに円錐面を形成し摺動自在に接することにより、前記外偏心枠２が前記鏡筒１に回動自在に嵌合され、
   前記内偏心枠３の外側円周方向壁面と前記外偏心枠２の内側円周方向壁面との少なくとも一部が互いに球面を形成して摺動自在に接することにより、前記内偏心枠３が前記外偏心枠２に回動自在に嵌合され、
   前記外偏心枠２または前記内偏心枠３のうち少なくとも１つが、前記レンズの光軸に垂直な面および前記接する壁面に開いた逃げ部を設けられており、
   前記外偏心枠２および前記内偏心枠３を回動させることによって前記レンズ４の光軸のシフトおよびチルト偏心を調心すること
   を特徴とする調心装置。
2. 前記外偏心枠２および前記内偏心枠３のうち少なくとも１つには、凹または凸状の係合部が 3 箇所設けられ、治工具を適用することによって該枠の保持、調心動作および調心量の特定が可能となることを特徴とする請求項１に記載の調心装置。
3. 前記３つの係合部をＡ，Ｂ，Ｃとすると、前記係合部Ａと前記係合部Ｂの位置を示す中心からの角度θ１、前記係合部Ｂと前記係合部Ｃの位置を示す中心からの角度θ２、前記係合部Ａと前記係合部Ｃの位置を示す中心からの角度θ３は、θ１≠θ２、θ１≠θ３、θ２≠θ３の関係を有すること
   を特徴とする請求項２に記載の調心装置。
4. 前記３つの係合部をＡ，Ｂ，Ｃとすると、前記係合部Ａの幅 D1 、前記係合部Ｂの幅 D2 、前記係合部Ｃの幅 D3 は、 D １≠ D ２、 D ２≠ D ３の関係を有すること
   を特徴とする請求項２に記載の調心装置。

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