JP4443321B2 - レンズのチルト調整機構 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ（系）のチルト調整機構に関する。

レンズ系の調整の一つとして、レンズ全系の光軸（基準軸）に対して構成レンズ（群）の光軸を傾けるチルト調整がある。このチルト調整は従来、例えば、１枚以上のレンズを固定したレンズ枠と、このレンズ枠を保持する保持枠とに径方向対向面を形成し、この径方向対向面の周方向の特定位置にチルト調整ワッシャを挿入することで行われていた。チルト調整後は、レンズ枠と保持枠とをねじ止めし、あるいは接着固定する。

しかし、従来のチルト調整ワッシャを用いたチルト調整機構は、調整ワッシャの挿脱（挿入）作業性が悪く、調整後の固定作業が繁雑で、チルト調整方向に制限がある等の問題があった。

本発明は、調整ワッシャの挿脱作業性及び調整作業性に優れ、かつチルト調整方向を簡単に選ぶことができる簡単な構成のチルト調整機構を得ることを目的とする。

本発明のレンズのチルト調整機構は、レンズを固定したレンズ枠とその保持枠にそれぞれ、互いに対向する光軸と直交する対向径方向面を形成し、レンズ枠と保持枠とをこの対向径方向面が接触する方向に付勢し、レンズ枠には、その対向径方向面と一面を一致させて径方向からワッシャ挿入溝を穿設し、このワッシャ挿入溝に選択的に挿入されるチルト調整ワッシャを設けたものであって、ワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャが挿入されない状態では、対向径方向面が密着し、ワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャが挿入された状態では、該チルト調整ワッシャの厚さに応じた量だけ保持枠に対してレンズ枠をチルトさせることを特徴としている。

付勢手段は、簡単には、コイルばねから構成することができる。あるいは、レンズ枠と保持枠にそれぞれ、光軸中心の対向円筒面を形成し、付勢手段は、この対向円筒面にそれぞれ形成した一対の互いに対向する環状溝とこの一対の対向環状溝に渡らせて挿入したＣ字状弾性リング部材から構成することができる。

保持枠の対向径方向面には、レンズ枠のワッシャ挿入溝位置に対応させて、ワッシャ逃げ凹部を形成することができる。

保持枠は、レンズ移動筒に螺合させ、その螺合量により該レンズ移動筒に対する光軸方向の位置調節を可能とするのが実際的である。

本発明のチルト調整機構によれば、チルト調整が不要なときにはワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャを挿入せず（保持枠にワッシャ逃げ溝を形成するときにはチルト調整ワッシャとワッシャ逃げ溝の位置を一致させ）、チルト調整が必要なときにワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャを挿入する（保持枠にワッシャ逃げ溝を形成するときにはチルト調整ワッシャとワッシャ逃げ溝の位置を不一致とする）ことでチルト調整を行うことができる。そしてチルト量はチルト調整ワッシャの厚さで調整でき、レンズ枠と保持枠とを相対回転させその回転角を選ぶことでチルトの方向を選ぶことができる。

最初に、図７ないし図１０について、本発明のレンズのチルト調整構造を適用したズームレンズ鏡筒の全体構造を説明する。このズームレンズ鏡筒の光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４を有する４群ズームレンズ系で、第１レンズ群Ｌ１ないし第３レンズ群Ｌ３が変倍に関与するレンズ群であり、第４レンズ群Ｌ４が変倍に伴う焦点移動を補償しかつ合焦に関与するフォーカスレンズ群である。

このズームレンズ鏡筒の不動（固定）部材は、ＣＣＤホルダー１１、このＣＣＤホルダー１１の前方に固定したハウジング１２、及びこのハウジング１２の先端に固定した回転規制環１３である。ＣＣＤホルダー１１にはＣＣＤ１１ａと、４群直進ガイド１１ｂが固定されており、４群直進ガイド１１ｂには第４レンズ群Ｌ４を固定した４群枠１４が光軸方向に直進案内されている。

ハウジング１２にはその内周面に雌ヘリコイド１２ａと光軸と平行な直進案内溝１２ｂが形成されている。雌ヘリコイド１２ａにはカム環１５の後端部外周の雄ヘリコイド１５ａが螺合する。雄ヘリコイド１５ａの山には平ギヤ１５ｂが形成されていて、この平ギヤ１５ｂがハウジング１２に固定された正逆駆動モータ１２ｃのピニオン（図示せず）と噛み合う。従って、正逆駆動モータ１２ｃの正逆の回転によりカム環１５が正逆に回転しながらヘリコイド１２ａ、１５ａに従って光軸方向に進退する。本ズームレンズ鏡筒においては、このカム環１５が唯一の回転部材である。

カム環１５の外周には、直進案内環１６が相対回転自在で光軸方向には一緒に移動するようにバヨネット結合している。直進案内環１６の外周面には、ハウジング１２の直進案内溝１２ｂと係合する直進案内突起１６ａが形成されており、カム環１５が回転しつつ光軸方向に進退すると、直進案内環１６がカム環１５と相対回転しつつ、光軸方向に直進移動する。

直進案内環１６の内周面には直進案内溝１６ｂが形成されており、この直進案内溝１６ｂに１群移動筒１７の外周面後端部に形成した直進案内突起１７ａが係合する。１群移動筒１７は、前端部が径方向壁で結合された内外二重筒からなっており、その内筒と外筒の間にカム環１５のカム筒部が位置している。また、直進案内環１６と１群移動筒１７との間には、バリヤ支持筒１８が位置しており、このバリヤ支持筒１８の内周面に突出させた直進案内突起（図示せず）が１群移動筒１７の直進案内溝１７ｂに嵌まっている。バリヤ支持筒１８の先端部にはバリヤブロック１８ａが嵌合支持されている。

１群移動筒１７の内周面には、２群移動枠１９が光軸方向に直進案内されており、この２群移動枠１９に、第３レンズ群Ｌ３とシャッタブロック２０ａを支持した３群移動枠２０が直進案内されている。１群移動筒１７には第１レンズ群Ｌ１を固定した１群枠１７１が支持され、２群移動枠１９には、第２レンズ群Ｌ２を固定した２群枠１９ａが螺合固定されている。

以上の直進案内関係は、ハウジング１２に直進案内環１６が直進案内され、直進案内環１６に１群移動筒１７が直進案内され、１群移動筒１７にバリヤ支持筒１８と２群移動枠１９が直進案内され、２群移動枠１９に３群移動枠２０が直進案内される関係である。

カム環１５のカム筒部の外周面には、１群移動筒１７用とバリヤ支持筒１８用のカム溝Ｃ２とＣ１が形成され、内周面には、２群移動枠１９用と３群移動枠２０用のカム溝Ｃ３とＣ４が形成されている。１群移動筒１７、バリヤ支持筒１８、２群移動枠１９、３群移動枠２０にはそれぞれ、これらのカム溝Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に係合するフォロア１７ｆ、１８ｆ、１９ｆ、２０ｆが固定又は形成されている。上述のように１群移動筒１７、バリヤ支持筒１８、２群移動枠１９及び３群移動枠２０は、すべて直進案内されており、カム環１５が回転すると、それぞれのカムプロフィル及びフォロアに従い光軸方向に直進移動して、変倍動作及び収納動作が行われる。また、変倍に伴う焦点移動情報及び被写体距離情報に基づき、ハウジング１２に固定したステッピングモータ１２ｄにより、４群枠１４（第４レンズ群Ｌ４）が光軸方向に駆動される。

本実施形態のレンズのチルト調整機構は、以上の構成を有するズームレンズ鏡筒の１群移動筒１７に支持されている第１レンズ群Ｌ１に適用されており、図１ないし図４はその実施形態を示している。第１レンズ群Ｌ１は、レンズ枠１７１に接着、（熱）かしめ等の手段により固定されている。このレンズ枠１７１と、１群移動筒１７の間には、中間筒部材として保持枠１７２が介在している。１群移動筒１７、レンズ枠１７１及び保持枠１７２はすべて、光軸を中心とする回転対称形状を基本形状としている。

保持枠１７２は、その外周面に、１群移動筒１７の内周面に形成されている雌ねじ１７ｄに螺合する雄ねじ１７２ｍを有している。この保持枠１７２は、その内周部に大径凹部１７２ａ、小径凹部１７２ｂ及びこの大径凹部１７２ａと小径凹部１７２ｂを結ぶ径方向面１７２ｃを有している。一方、レンズ枠１７１は、これらの大径凹部１７２ａ、小径凹部１７２ｂ及び径方向面１７２ｃに対応する大径部１７１ａ、小径部１７１ｂ及びこの大径部１７１ａと小径部１７１ｂを接続する径方向面１７１ｃを有している。

レンズ枠１７１の大径部１７１ａと保持枠１７２の大径凹部１７２ａは、光軸を中心とする互いに対向する対向円筒面であり、径方向面１７１ｃと径方向面１７２ｃは、光軸と直交し互いに対向する径方向面である。この大径部１７１ａと大径凹部１７２ａにはそれぞれ、互いに対向する環状溝１７１ｄと１７２ｄが形成されている。この環状溝１７１ｄと１７２ｄとの間には、金属製のＣ字状弾性リング部材１７４が挿入されており、このＣ字状弾性リング部材１７４の弾性により、径方向面１７１ｃと径方向面１７２ｃが互いに接触する方向に（あるいは環状溝１７１ｄと１７２ｄの光軸方向の位置が一致するように）、レンズ枠１７１と保持枠１７２が移動付勢されている。

レンズ枠１７１には、対向径方向面１７１ｃと一面を一致させて、その小径部１７１ｂに径方向からワッシャ挿入溝１７１ｆが穿設されている。このワッシャ挿入溝１７１ｆは、想定チルト調整量の最大値に応じた光軸と平行な方向の長さを有しており、チルト調整量に応じた厚さのチルト調整ワッシャ１７６が挿脱可能である。すなわち、チルト調整ワッシャ１７６は異なる厚さの複数を予め用意しておく。一方、保持枠１７２の径方向面１７２ｃには、このワッシャ挿入溝１７１ｆに対応させて凹部１７２ｆ（図５）が形成されている。

上記構成の本チルト調整機構は、一つの使用態様では、レンズ枠１７１のワッシャ挿入溝１７１ｆには、標準的な厚さのチルト調整ワッシャ１７６を挿入し、このチルト調整ワッシャ１７６を凹部１７２ｆに嵌合させておく。この状態はチルト調整が不要な標準的な場合であり、径方向面１７１ｃと径方向面１７２ｃの密着は妨げられず、従ってレンズ枠１７１と保持枠１７２の軸は一致する（又は平行に保たれる）（図２）。一方、チルト調整が必要な場合は、レンズ枠１７１を保持枠１７２に対して相対回転させ、チルト調整ワッシャ１７６を径方向面１７２ｃに接触させる。この状態では、保持枠１７２の軸を基準（レンズ全系の光軸）とすれば、レンズ枠１７１の軸（つまり第１レンズ群Ｌ１の光軸）は、レンズ全系の光軸に対して傾く（図１）。そして、このチルトの方向は、保持枠１７２に対する相対回転位置を変化させる（径方向面１７２ｃに対するチルト調整ワッシャ１７６の当接位置を周方向に変化させる）ことで変化させることができる。保持枠１７２に対するレンズ枠１７１の相対回転は、レンズ枠１７１の１８０゜対向位置に形成したカニメ溝１７１ｇ（図３、図４）を利用して行うことができる。図１、図２ではチルト調整ワッシャ１７６にハッチングを付した。

チルト量を調整（増減）したいときには、ワッシャ挿入溝１７１ｆに、異なる厚さのチルト調整ワッシャ１７６を挿入すればよい。最大厚さのチルト調整ワッシャ１７６を適用した場合にも、Ｃ字状弾性リング部材１７４は環状溝１７１ｄと１７２ｄの間から外れることはなく、径方向面１７１ｃと径方向面１７２ｃが互いに接触する方向にレンズ枠１７１と保持枠１７２を移動付勢する。

上記実施形態では、保持枠１７２の径方向面１７２ｃに凹部１７２ｆを形成したが、この凹部１７２ｆは形成しない態様も可能である。この態様では、チルト調整が不要な場合には、ワッシャ挿入溝１７１ｆに対してチルト調整ワッシャ１７６を挿入しない。

図１ないし図５の実施形態では、レンズ枠１７１と保持枠１７２をＣ字状弾性リング部材１７４の弾性により、径方向面１７１ｃと径方向面１７２ｃが互いに接触する方向に移動付勢したが、付勢手段については自由度がある。図６は、圧縮コイルばね（円錐コイルばね）１８０によってレンズ枠１７１と保持枠１７２を同方向に移動付勢した実施形態を示している。

図７ないし図１０のズームレンズ鏡筒では、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２はズーム調整のために光軸方向の位置調整も行われる。このズーム調整は、保持枠１７２の１８０゜対向位置に形成したカニメ溝１７２ｇ（図３、図５）を利用して保持枠１７２を１群移動筒１７に対して相対回転させ、ねじ１７２ｍ（１７ｄ）に従い該保持枠１７２を光軸方向に移動させて行うことができる。

図７から図１０で説明したズームレンズ鏡筒は、本発明のレンズのチルト調整構造を適用した一例であり、本発明が他のレンズ系（鏡筒）に適用できることは明らかである。

本発明によるレンズのチルト調整機構の一実施形態を示す、チルト調整状態の縦断面図である。 同チルト調整をしない状態の縦断面図である。 同分解斜視図である。 同レンズ枠とチルト調整ワッシャ単体の斜視図である。 同保持枠単体の斜視図である。 本発明によるレンズのチルト調整機構の別の実施形態を示す、付勢手段をコイルばねから構成した縦断面図である。 本発明によるチルト調整機構を適用するズームレンズ鏡筒の一例を示す分解斜視図である。 図７のズームレンズ鏡筒の収納状態における上半断面図である。 図７のズームレンズ鏡筒の短焦点距離端における上半断面図である。 図７のズームレンズ鏡筒の長焦点距離端における上半断面図である。

符号の説明

１７ １群移動筒
１７ｄ 雌ねじ
１７１ レンズ枠
１７１ａ １７２ａ 大径部（対向円筒面）
１７１ｃ １７２ｃ （対向）径方向面
１７１ｄ １７２ｄ 環状溝
１７１ｆ ワッシャ挿入溝
１７１ｇ １７２ｇ カニメ溝
１７２ 保持枠
１７２ｆ 凹部
１７２ｍ 雄ねじ
１７４ Ｃ字状弾性リング部材（付勢手段）
１７６ チルト調整ワッシャ
１８０ 圧縮円錐コイルばね（付勢手段）
Ｌ１ 第１レンズ群（レンズ）

Claims (5)

1. レンズを固定したレンズ枠と、
   このレンズ枠を保持する保持枠と、
   このレンズ枠と保持枠にそれぞれ形成した、互いに対向する光軸と直交する対向径方向面と、
   上記対向径方向面が接触する方向にレンズ枠と保持枠を付勢する付勢部材と、
   上記レンズ枠に、その対向径方向面と一面を一致させて径方向から穿設したワッシャ挿入溝と、
   このワッシャ挿入溝に選択的に挿入されるチルト調整ワッシャと、
   を備え、
   上記ワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャが挿入されない状態では、上記対向径方向面が密着し、ワッシャ挿入溝にチルト調整ワッシャが挿入された状態では、該チルト調整ワッシャの厚さに応じた量だけ保持枠に対してレンズ枠をチルトさせることを特徴とするレンズのチルト調整機構。
2. 請求項１記載のレンズのチルト調整機構において、上記付勢手段は、コイルばねからなっているレンズのチルト調整機構。
3. 請求項１記載のレンズのチルト調整機構において、上記レンズ枠と保持枠にはそれぞれ、光軸中心の対向円筒面が形成されており、上記付勢手段は、上記対向円筒面にそれぞれ形成した一対の互いに対向する環状溝とこの一対の対向環状溝に渡らせて挿入したＣ字状弾性リング部材からなっているレンズのチルト調整機構。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズのチルト調整機構において、保持枠の対向径方向面には、レンズ枠の上記ワッシャ挿入溝位置に対応させて、ワッシャ逃げ凹部が形成されているレンズのチルト調整機構。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズのチルト調整機構において、保持枠は、レンズ移動筒に螺合されていて、その螺合量により該レンズ移動筒に対する光軸方向の位置が調節可能であるレンズのチルト調整機構。

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