JP4732714B2 - レンズ枠カートリッジ、光軸調整方法、鏡胴、および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学系を構成する光学素子の光軸を偏心調整するためのレンズ枠カートリッジ、光軸調整方法、鏡胴、および光学機器に関する。

近年、デジタルカメラなどに用いられる光学系では、高解像化やコンパクト化が高い程度で求められるため、非球面レンズが多用されている。このような光学系では、部分的に高感度になる光学素子などが有るため、光軸の偏心量を高精度で調整し、コントラストや解像力をバランスの取れた状態にする必要がある。
この光軸の調整では、光軸の偏心量を数μｍ以内に収めることが要求される。

こうした調整装置として、特許文献１のものでは、光軸に垂直な平面にシフト調整する光学素子を「コレクトチャック（保持手段）」によりチャッキングし、さらにＸ方向、Ｙ方向に移動させるための調整手段である「Ｘ−Ｙ微動ステージ」が、途中に、「支柱」、「昇降ステージ」、「水平部」を介して「コレクトチャック（保持手段）」を「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に移動可能とさせる構成となっている。

また、本出願人により先に出願されている特許文献２のものでは、被調心側のレンズ枠の内周面によって調心側のレンズ枠の外周面を回転可能に保持した構成を備えた光学ユニットについて、被調心側のレンズユニットに対して調心側のレンズユニットを回転させることにより光軸調整を行うようにしている。
特開２００３−６６２９８号公報 特開２００３−１６１８６８号公報

しかしながら、上述した特許文献１のものでは、光学素子と「コレクトチャック（保持手段）」におけるチャッキング時のガタを「０」にすることはできないため、「Ｘ−Ｙ方向」に調整中、たとえば、「Ｘ方向」に駆動した後、行きすぎなどで戻す際に、そのガタにより、「Ｘ方向」戻し作動において「作動ラグ：調整戻し作動のタイミングに対して、光学素子の戻し作動が、（光学素子とコレクトチャックとの間にある）ガタ分送れる現象」が生じてしまう虞があった。
生じる要因としては、光学素子がチャッキングされる外径は、公差内においてもバラツキを持つことや、「コレクトチャック（保持手段）」と「水平部」間のガタ、「水平部」と「Ｘ−Ｙ微動ステージ（調整手段）」間のガタなどが考えられる。

また、光軸調整後に光学素子を接着による固着することについては、この光軸調整装置で、「光学素子」を「コレクトチャック（保持手段）」にて保持した状態にて実施することとして記載されている。
すなわち、接着工程を光軸調整装置から取り外した状態で行うことで光軸調整装置を効率的に活用することについてまで考慮されたものではない。
このため、接着が完了するまで光軸調整装置を占有してしまうことが考えられる。

また、上述した特許文献２のものは、レンズユニットを回転可能に保持する構成が必要となり、一般的な構成のレンズユニットに対してレンズ枠カートリッジにより光軸調整を行うことについてまで考慮されたものではない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、調整対象のレンズユニットに調整のための機構を必要としないレンズ枠カートリッジを用いた光軸調整に関するものであって、高精度な光軸調整を実現すると共に、調整後の光軸ズレを高精度に防止しながら光軸調整後の接着工程を光軸調整装置から取り外した状態で行うことができるレンズ枠カートリッジ、光軸調整方法、鏡胴、および光学機器を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の第１の態様としてのレンズ枠カートリッジは、光学素子を保持するレンズ枠を備え、複数の光学素子からなる光学系に対する光軸調整装置による光軸調整に用いられるレンズ枠カートリッジであって、調整対象の光学素子を光軸に垂直な平面方向にシフト移動させる移動手段と、調整対象の光学素子を当該光学素子が調整対象レンズ枠に当接される当接面に対して付勢して押さえる当接面押さえ手段とを、一体として備え、上記当接面押さえ手段は、上記調整対象の光学素子を当該光学素子が調整対象レンズ枠に当接される当接面に対して付勢する当接面付勢部材を備えて当該当接面付勢部材により上記当接面に対して押さえるよう構成され、上記移動手段は、上記調整対象を１方向にシフト移動させる１方向移動手段を、光軸に垂直な平面上で直交する２方向それぞれに備え、該１方向移動手段のそれぞれは、上記調整対象に当接し、該調整対象を進退駆動させる駆動部と、上記調整対象をはさんで該駆動部に対向する位置に配設され、上記調整対象に当接する移動直線方向付勢部とを備えて構成されたことを特徴とする。

上記した移動直線方向付勢部の力量を「Ａ」、当接面付勢部材の力量を「Ｂ」とすると、Ａ＞Ｂであることが好ましい。

上記した調整対象の光学素子が、移動手段と直接当接するよう構成されることが好ましい。
上記した当接面押さえ手段には、接着剤塗布のための開口部が開設されることが好ましい。その接着剤塗布のための開口部は、円周方向に２乃至３箇所設けられることが好ましい。

上記した調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材の外周部には、ＵＶ照射光を照射するための開放部が開設されることが好ましい。
上記したＵＶ照射光を照射するための開放部は、放射方向における、当接面押さえ手段における接着剤塗布のための開口部に対応する位置に配設されることが好ましい。

上記した調整対象レンズ枠を、当該調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材に対して固定する固定手段には、当接面押さえ手段が一体となるよう構成されることが好ましい。

また、本発明の第２の態様としての光軸調整方法は、光学素子と、光学素子を保持するレンズ枠とで構成されたレンズユニットが、光軸上に少なくとも２つ以上で構成された光学系における光軸調整方法において、調整対象のレンズユニットが本発明の第１の態様としてのレンズ枠カートリッジにセットされた状態で、他のレンズユニットと光軸を同じくするように光学系を構成し、調整対象のレンズユニットにセットされた調整対象の光学素子を、光軸に垂直な面上でレンズ枠カートリッジの移動手段によりシフト移動させて、調整対象の光学素子の光軸を調整することを特徴とする。

また、本発明の第３の態様としての鏡胴は、本発明の第２の態様としての光軸調整方法を用いて光軸を調整された光学系を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第４の態様としての光学機器は、本発明の第３の態様としての鏡胴が備える光学系により結像を行うよう構成されたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、高精度な光軸調整を実現すると共に、調整後の光軸ズレを高精度に防止しながら光軸調整後の接着工程を光軸調整装置から取り外した状態で行うことができる。
このため、光軸を調整する装置を効率よく運用することができる。

次に、本発明に係るレンズ枠カートリッジ、光軸調整方法、鏡胴、および光学機器を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態では、調整対象の光学素子に対する光軸調整を、投影解像力を見ながらコントラストや解像力をバランスの取れた状態にする方法について、構成と共に説明する。

図１は、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整を行うために必要な光学素子、および各光学素子を保持するレンズ枠全体である「調心マスタ」に、「レンズ枠カートリッジ」がセットされた状態の構成を示す。
この「調心マスタ」は、すなわち鏡胴全体を構成する光学系である。マスタと名乗る理由は、常に調心（光軸調整）をする際、レンズ枠カートリッジ内の「調整対象のレンズユニット」だけを入れ替えて「調心マスタ」内のレンズを標準として使用するためである。

すなわち、調心を行うに当たっては、「調整対象のレンズユニット」に対して「調心マスタ」内のレンズを標準として使用することで鏡胴全体の光学系を構成させ、その上で調心装置（光軸調整装置）により調整対象の光学素子をシフト移動させて光軸調整を行い、調整されたレンズユニットを次に調整する「調整対象のレンズユニット」と入れ替えるという工程を順次行っていくこととなる。

上記したレンズユニットは、光学素子と、光学素子を保持するレンズ枠とで構成され、本実施形態が適用される光学系（調心マスタ）では、このレンズユニットが光軸上に少なくとも２つ以上配設される。
すなわち、調心マスタとしての光学系全体は、調整対象のレンズユニットと、調整の基準となるレンズユニットとを少なくとも備えて構成される。

図２は、この図１に例示した光学素子およびレンズ枠部の詳細を示す。
被写体側より順に、
・「光学素子：Ｌ１」、「光学素子：Ｌ２」を保持してなる「レンズユニット：第１群レンズユニット」
・「光学素子：Ｌ３」と、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」と、それらを保持する「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」とを含む「レンズユニット：第２群レンズユニット」
・「光学素子：Ｌ６」と、「光学素子：Ｌ７／Ｌ８」と、それらを保持する「レンズ枠：第３群レンズ枠」とを含む「レンズユニット：第３群レンズユニット」
・「光学素子：Ｌ９」を保持してなる「レンズユニット：第４群レンズユニット」
・「光学素子：等価ガラス」を保持してなる「レンズユニット：等価ガラス枠」
で構成されている。

このうち、「光学素子：Ｌ３」、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」は「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」にセットされた状態にあり、「Ｌ５チャック（当接面押さえ手段）」が、上記「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」の「Ｌ４／Ｌ５摺動基準面」に当接付勢する。「Ｌ５チャック」には、「鋼球」及び「鋼球付勢バネ（当接面付勢部材）」が設けられており、上記付勢を行っている。

また、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」に当接するように、「マイクロメータ」の先端に設けられた「マイクロピン」及び、調整対象をはさんでマイクロメータに対向する位置に「付勢バネ（移動直線方向付勢部）」と「付勢ピン」が備えられ、「マイクロメータ」を駆動することで「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」をシフト調整する。

なお、図３に示すように、「マイクロメータ」とそれに対向する「付勢バネ」は、それぞれ光軸に垂直な面上において直交するように設けられ、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」での調整が可能な配置とされている。

また、等価ガラスは、デジタルカメラによく使用されているＬＰＦ（ローパスフィルタ）の代わりに、それと同等の（等価の）Ｂｆ（バックフォーカス）を得るために挿入されている硝子板である。

次に、「レンズ枠カートリッジ」の構成について説明する。
図３は、レンズ枠カートリッジの全体図及び断面図であり、図４は「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」部の詳細図である。
「レンズ枠カートリッジ」は、図３に示すように、「調心マスタ」とは独立して、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を保持するとともに、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「Ｌ５チャック」により付勢し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト調整可能な「マイクロメータ」、「マイクロピン」と、調整対象をはさんでそのマイクロメータに対向する位置に「付勢バネ」、「付勢ピン」とを一体的に構成している。

次に、「レンズ枠カートリッジ」において、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を調整する場合のセッティング手順について、図３、図４及び図８で説明する。
〈１〉 「マイクロメータ」先端の「マイクロピン」、及びそれに対向する「付勢バネ」、「付勢ピン」をあらかじめ退避位置に退避させておく。「マイクロメータ」は回転させることで退避させ、対向する「付勢ピン」については、「付勢ピンつまみ」を退避方向に操作して退避させる。

〈２〉 「レンズ枠カートリッジ」を構成している「レンズ枠カートリッジ：ベース部」に「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」をセットする。「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」には「光学素子：Ｌ３」を、あらかじめ組み付けておく。（図８）
〈３〉 「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」に載せる。

〈４〉 「第２群押え」により「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を押え、「第２群クランプ（３箇所）」により固定する。なお、この「第２群押え」には、「Ｌ５チャック」が「Ｌ５チャックガイドピン」により取りつけられており、「鋼球付勢バネ」と「鋼球」を介在させることで、「第２群押え」を取りつけると同時に「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を付勢する。（図３、図４及び図８）
〈５〉 「マイクロメータ」先端の「マイクロピン」、及びそれに対向する「付勢バネ」先端の「付勢ピン」を「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」のＬ５コバ部に当接させる。（図４）

〈６〉 以上のような操作で、「レンズ枠カートリッジ」に「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を調整可能な状態にてセット完了となる。また、「レンズ枠カートリッジ」より取り出す場合は、この逆手順にて行う。

「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を調整する場合は、この「レンズ枠カートリッジ」を、図１、図９に示すように、「調心マスタ」にセットし、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整を行う。

このように、本発明は、調整対象の光学素子を光軸方向に対して垂直な面に対してシフト移動可能な構成を備えた調整対象レンズ枠の部分で、調整対象の光学素子をシフト移動させて光軸を調整するものであるレンズ枠カートリッジであって、調整対象の光学素子を光軸に垂直な平面上で直行する「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト移動させるための移動する駆動部（マイクロメータ）と、それぞれの方向に調整対象をはさんで対向する位置に移動直線方向付勢部（付勢バネ）とを備え、直接調整対象の光学素子をそのマイクロメータおよび付勢バネに当接させてシフトさせるよう構成されている。

また、調整対象の光学素子の光軸調整後は、調整対象の光学素子を接着固定が完了するまで、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」それぞれにおける１方向移動手段（マイクロメータおよび付勢バネ）を調整対象の光学素子より退避させずに行う。

特徴及び利点として、
〈１〉 「Ｘ方向」、「Ｙ方向」それぞれにシフト移動させるための移動する駆動部（マイクロメータ）を、直接調整対象の光学素子に対して当接させているため、駆動部と調整対象の光学素子との間でガタが生じない。
〈２〉 接着による固定が完了するまで、上記の「Ｘ方向」、「Ｙ方向」それぞれの１方向移動手段を調整対象の光学素子より退避させないようにできるため、駆動部が調整対象の光学素子より離れる際に生じる調整対象の光学素子における光軸ズレを防止することができ、調心精度を容易に維持することができる。

〈３〉 〈２〉で上述したような、駆動部が調整対象の光学素子より離れる際に生じる調整対象の光学素子における光軸ズレを防止する手段（当接面押さえ手段；Ｌ５チャック）を、「レンズ枠カートリッジ」に調整対象の光学素子をシフト移動させて光軸を調整する手段と一体的に設けることで、
・ 「レンズ枠カートリッジ」が、他のレンズユニットと光学系全体を構成している状態
・ 「レンズ枠カートリッジ」が、単独の状態（他のレンズユニットと光学系全体を構成していない状態）
であっても、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」それぞれの１方向移動手段を調整対象の光学素子に当接させた状態で調整から固定までの工程が実施可能である。
つまり、上述した〈２〉で狙っている効果の手段を、作業工程内において工程選択をすることが可能な構成を取ることができる。

以上のように、上述した本実施形態によれば、光軸の調整を行いたい「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」上の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を、光学系全体を構成する「調心マスタ」から分離し、「レンズ枠カートリッジ」にて保持可能な構成とすることで、従来は調心装置（光軸調整装置）上で行われていた、「光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整工程と、光軸調整後の接着工程とを、調心後の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸ズレを防止した形で別行程にすることができる。すなわち、光軸調整後の接着工程を、光軸調整工程後に、光軸ズレを防止しながら、調心装置から取り外した状態で行うことができる。
このため、接着工程で調心装置を占有することをなくすことができ、調心装置を効率良く運用することができる。
この調心装置は設備としては、かなりの費用がかかるため、この調心装置を効率良く運用できることで、量産時における調心工程の設備投資を押えることができる。

換言すると、本実施形態によれば、光学系の光軸調整において、光学系を構成する複数の光学素子のうち、調整対象の光学素子を光軸方向に対して垂直な面に対してシフト移動可能な構成を備えた調整対象レンズ枠について、調整対象の光学素子をシフト移動させて光軸を調整するにあたり、調整時の調整精度を確保するとともに、調整後の調整ズレを防止することで、高精度な光軸調整を実現させることができる。
また、調整対象の光学素子の光軸調整後の接着を別工程とできる構成とすることで、光軸を調整する装置を効率よく運用できるように、工程改善を図ることができる。

次に、本実施形態におけるレンズ枠カートリッジにおいて、調整対象の光学素子を光軸に垂直な平面上で、直交する「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト移動可能とさせる移動手段の詳細について、図３、図４を参照して説明する。
図３は、レンズ枠カートリッジの全体図及び断面図であり、図４は「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」部の詳細図である。

「レンズ枠カートリッジ」は、図３に示すように、独立して「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を保持するとともに、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「Ｌ５チャック」により付勢し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト調整可能な「マイクロメータ」、その先端の「マイクロピン」と、調整対象をはさんでそのマイクロメータに対向する位置に「付勢バネ」、「付勢ピン」とを一体的に構成している。

以上のように、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を光軸に垂直な平面上で直交する「Ｘ方向」、「Ｙ方向」それぞれに調整ができるため、光軸調整作業時において、投影像等のコントラストや解像力がバランス良く取れた状態に追いこむ作業時に、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を調整したい方向に精度よく動かすことができる。

また、例えばこの調整方向が３方向である場合などでは、動かしたい方向に対してずれた角度方向に調整したいレンズの光軸が移動してしまうため作業性が悪くなってしまうが、本実施形態によれば、上述のように光軸調整の作業性良く調整ができるため、光軸調整作業にかかる工数を下げることができる。

次に、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジで、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に移動可能とさせる移動手段についてさらに説明する。
本実施形態では、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「Ｌ５チャック」により付勢し、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト調整可能な「マイクロメータ」、「マイクロピン」と、調整対象をはさんでそのマイクロメータに対向する位置に「付勢バネ」、「付勢ピン」を一体的に構成している。

このように、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を光軸に垂直な平面上において「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に移動可能な駆動部（マイクロメータ）とそれに調整対象をはさんで対向する位置に「付勢バネ（移動直線方向付勢部）」を「レンズ枠カートリッジ」に一体的に設けることで、光軸調整後、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に駆動させる「マイクロメータ」先端に設けられた「マイクロピン」及び「付勢手段」である「付勢バネ」の先端に設けられた「付勢ピン」をＬ５コバ部に当接させた状態で、調心工程とは別の工程としての接着工程に持っていくことができる。
そのため、
・ 光軸調整後の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸ズレが発生しない。
・ 光軸調整時、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に作動させる時の「作動ラグ」が生じない。
という効果を得ることができる。

例えば従来例のように、光軸調整時に「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を別部材によりチャッキング保持し、その保持したものをさらに「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に移動させる手段でチャッキング保持すると、チャッキング部材の間にある「ガタ」などで「Ｘ方向」、「Ｙ方向」作動時の「作動ラグ」が発生して光軸調整時の作業性が悪くなってしまう。

本実施形態は、上述のように構成されることにより、光軸調整後においても高精度に調整した位置を維持することができるとともに、光軸調整の作業性を向上させることができ、工程内での歩留りと作業性の両面からコストダウンが可能となる。

次に、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジにおける各付勢手段の力量（付勢力）について説明する。
この本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に進退駆動させる駆動部（マイクロメータ）に調整対象をはさんで対向する位置に配置された移動直線方向付勢部（付勢バネ）の力量を「Ａ」、調整対象の光学素子を調整対象レンズ枠の当接面に対して付勢する当接面付勢部材（鋼球付勢バネ）の力量を「Ｂ」とした場合、その力量は「Ａ＞Ｂ」であるように構成されている。

図２を参照して換言すると、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」のコバ部に当接している「付勢ピン」を付勢する「付勢バネ」の付勢手段の力量を「Ａ」、「Ｌ５チャック」に設けられた「鋼球付勢バネ」の力量を「Ｂ」とした場合、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を、光軸に垂直な平面上を安定して摺動させるためには、「Ａ」＞「Ｂ」で力量設定をする必要がある。

具体的には、
・ 「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の質量を約１ｇ
・ 「Ｌ５チャック」の質量を約１０ｇ
・ 付勢力量を３０ｇ：（「光学素子：Ｌ４／Ｌ５」＋「Ｌ５チャック」の質量）×３で設定（経験値）
で設定した場合、「付勢ピン」に設けた「付勢バネ」の力量は、
・ ５０ｇ程度（「Ｘ方向」、「Ｙ方向」各１箇所）
で設定すると調整時の作業性が良いことが分かっている。

なお、例えば「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」で摺動面に当接している「Ｌ５」のガラスの材質や、平面部の仕上げ（心取り時の仕上げ状況）、墨塗りの有無などにより、当接面の摩擦状況が変わるので、それに応じて「Ｌ５チャック」に設けた「鋼球付勢バネ」の力量「Ａ」や「付勢ピン」に設けた「付勢バネ」の力量「Ｂ」が適切になるようにバネを選択する。この場合も「Ａ」＞「Ｂ」の関係になるように、バネを選択する。

以上のように構成されることにより、本実施形態によれば、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」のコバ部に当接している「付勢ピン」を付勢する「付勢バネ」の付勢手段の力量を「Ａ」、「Ｌ５チャック」に設けられた「鋼球付勢バネ」の力量を「Ｂ」とした場合、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を、光軸に垂直な平面上を安定して摺動させるために、「Ａ」＞「Ｂ」で力量設定をすることで、安定した光軸調整作業を可能とし、作業性をよくすることができる。
このため作業効率を上げることができ、光軸調整工程にかかるコストを下げることができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、調整対象の光学素子が、その調整対象の光学素子を光軸に垂直な平面に対してシフト移動させる移動手段と直接当接するように構成される。
すなわち、図１、図２を参照すると、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」のコバ部には、「マイクロメータ」に備えられた「マイクロピン」と「付勢バネ」に備えられた「付勢ピン」がともに当接するような構成をしている。

以上のように構成されることにより、本実施形態によれば、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を光軸に垂直な平面上において「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に移動可能な駆動部（マイクロメータ）とそれに調整対象をはさんで対向する位置に「付勢バネ（移動直線方向付勢部）」を「レンズ枠カートリッジ」に一体的に設けることで、光軸調整後、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」に駆動させる「マイクロメータ」先端に設けられた「マイクロピン」及び「付勢手段」である「付勢バネ」の先端に設けられた「付勢ピン」をＬ５コバ部に当接させた状態で、調心工程とは別の工程としての接着工程に持っていくことができる。
そのため、光軸調整後の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」における光軸ズレが発生しないようにすることができる。したがって、光軸調整後に接着工程を別に設けても、高精度に調整した位置をその接着工程まで維持することができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、当接面付勢部材（鋼球付勢バネ）を備えて調整対象の光学素子を調整対象レンズ枠の当接面に対して付勢する当接面押さえ手段（Ｌ５チャック）には、接着剤塗布のための開口部が開設されている。
すなわち、図４で示すように、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」を光軸方向に付勢する「Ｌ５チャック」には、図５、図７に示すように、付勢保持した状態で「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」と「調整対象レンズ枠：第２群枠」を接着するためのスペースが設けられている。

以上のように、本実施形態によれば、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を付勢する「Ｌ５チャック」に接着剤塗布のスペース（開口部）を設けることで、「レンズ枠カートリッジ」にセットした状態で、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」と「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」に接着剤の塗布が可能となる。
このように、接合したいレンズがセットされた状態で接着剤塗布を行えるようにすることで、図２に示す「Ｌ４／Ｌ５摺動基準面」の光軸調整時における接着剤の流れ込みを防止できるので、光学素子の不用意な「傾き」を防止できると共に、「光学素子」と「レンズ枠」両者に確実に接着剤を塗布することができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、上述した接着剤塗布のスペース（開口部）が円周方向に２乃至３箇所設けられている。
すなわち、図４に示すように、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」を光軸方向に付勢する「Ｌ５チャック」には、図５、図７に示すように、付勢保持した状態で、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５」と「調整対象レンズ枠：第２群枠」を接着するためのスペースが、円周上に３箇所設けられている。なお、図５、図７で見える箇所は２箇所であるが、向こう側にもう１箇所同様のスペースが設けられている。

以上のように、本実施形態によれば、接着剤塗布の箇所を円周方向に２乃至３箇所設けることで、接着硬化時の収縮をほぼ均等にすることができる。
また、接着硬化後も安定して光学素子を保持固着しておくことができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材の外周部には、ＵＶ照射光を照射するための開放部が開設されている。
すなわち、図５、図７に示すように、「レンズ枠カートリッジ：ベース部（レンズ枠保持部材）」における、「Ｌ５チャック」に設けられている接着するためのスペースに対応する位置に、ＵＶ照射のための開放部として「ＵＶ照射用 開口部」が開設されている。

以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠カートリッジの「レンズ枠カートリッジ：ベース部」の外周部にＵＶ照射光を照射するための開放部として、「ＵＶ照射用開口部」を設けることで、レンズ枠カートリッジに「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」がセットされた状態でＵＶ接着剤が塗布された部分を、ＵＶ照射により固定することができる。

このレンズ枠カートリッジ内では、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」は、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」調整時に当接させた「マイクロピン」、「付勢ピン」が「Ｌ５コバ部」を保持していると共に、「Ｌ５チャック」により光軸方向にも付勢されており非常に安定した状態で保持されている。この状態で光軸調整後の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を固着できるように構成することで、光軸調整工程後に調心装置から取り外された状態での接着工程においても、光軸調整時の調整位置で確実に接着による固着ができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、ＵＶ照射光を照射するための上述した開放部は、円周方向に２乃至３箇所設けられている。
すなわち、図５、図７を参照すると、レンズ枠カートリッジの外周部にはＵＶ照射用の開放部として、「ＵＶ照射用 開口部」が、「Ｌ５チャック」に設けられている接着するためのスペースに対応する位置に設けられている。本実施形態の場合、円周方向に３箇所設けられた例をあげている。

以上のように、本実施形態によれば、接着剤塗布の箇所に対応した円周方向で２乃至３箇所の位置に、ＵＶ照射光を照射するための開放部として「ＵＶ照射用 開口部」を設けることで、接着硬化時の収縮をほぼ均等にすることができる。また、接着硬化後も安定して光学素子を保持固着しておくことができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジでは、調整対象レンズ枠を、その調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材に対して固定する固定手段には、調整対象の光学素子を調整対象レンズ枠の当接面に対して付勢する当接面押さえ手段（Ｌ５チャック）が一体構成されている。
ここで、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」をレンズ枠保持部材に対して固定する固定手段とは、図８にある「第２群押え部」のことである。

この「第２群押え部」には、図２、図８に示すように、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」の当接面、つまり摺動基準面に対して付勢する「Ｌ５チャック」が、「ガイドピン」により「第２群押え部」と一体的に構成されている。

また、図８に示す「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」は、「レンズ枠カートリッジ：ベース部」に載せられた後、「第２群押え部」により保持されるとともに、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」のＬ５部が、同時に「Ｌ５チャック」により、摺動基準面に対して付勢することができる。

以上のように、本実施形態によれば、図８に示すように、「第２群押え部」により「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を押えることで、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整のために光軸に垂直な平面方向に対してシフト移動させた場合であっても、その移動につられて傾き等を生じることなく、確実に「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を保持することができる。
また、「第２群押え部」を取り付けたと同時に「Ｌ５チャック」がＬ５レンズを付勢するため、セッティングをやりやすくすることができる。したがって光軸調整精度を維持すると共に、作業性をあげることができるため、光軸調整のコストを下げることができる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジを用いた光軸調整方法としては、調整対象のレンズユニットがセットされた状態で、他のレンズユニットと光軸を同じくして構成し、調整対象のレンズユニットにセットされた調整対象の光学素子を、光軸に垂直な面上でシフト移動させて、調整対象の光学素子の光軸を調整する。
この方法は、「レンズ枠カートリッジ」を他のレンズユニットと光軸を同じくして構成するものであり、以下に図９、図１０を参照して詳細に説明する。

図９に示す「３・４群セル」には、図１、図２に示すように「光学素子：Ｌ６」、「光学素子：Ｌ７／Ｌ８接合」が組みつけられた「レンズユニット：第３群レンズユニット」と「光学素子：Ｌ９」が組みつけられた「レンズユニット：第４群レンズユニット」と「光学素子：等価ガラス」が組みつけられた「レンズユニット：等価ガラス枠」が備わっている。

この「３・４群セル」に対し、図９に示すように、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」、「光学素子：Ｌ３」、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」が既に取りつけられた「レンズ枠カートリッジ」を取付け、さらに「レンズ枠：第１群レンズユニット」を取りつけ、図１に示すような「調心マスタ」の構成を完成させる。
この状態で、投影解像力評価等の手段により、「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸の偏心量を高精度に調整し、コントラストや解像力におけるバランスが取れた状態にする。

なお、「３・４群セル」も「レンズ枠カートリッジ」と同様に、外周部にＵＶ照射光を照射するための開放部として「ＵＶ照射光 開口部」が開設されており、「調心マスタ」を構成した状態で、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」と「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の接着剤塗布部分に対してＵＶ照射が可能となっている。
また、「調心マスタ」の構成より「レンズ枠カートリッジ」を取り外す場合は、今の逆手順により行う。

以上のように、上述した本実施形態によれば、光軸の調整を行いたい「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」上の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を、光学系全体を構成する「調心マスタ」から分離し、「レンズ枠カートリッジ」にて保持可能な構成とすることで、以下の効果が得られる。
〈１〉 調心装置上において行うべき、「光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整工程と、光軸調整後の接着行程を、調心後の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸ズレを防止した形で別行程にすることができる。したがって、接着工数で、調心装置を占有することが無いため、調心装置を効率良く運用することができる。
この調心装置は設備としては、かなりの費用がかかるため、この調心装置を効率良く運用できることで、量産時における調心行程の設備投資を押えることができる。

〈２〉 調心装置上でＵＶ接着及びＵＶ照射が可能な構成でもあるので、光軸調整直後に、調心装置にレンズ枠カートリッジを取りつけた状態で、ＵＶ照射まで行い接着工程まで行った場合、その場でユニット検査もできる。したがって、この工程に係わる検査工程を以降の工程で省略することができる。
このように、生産区においての工程設定の自由度を上げることもでき、コストの安い工程を選択することが可能となる。

また、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジを用いて上述のようにして光軸を調整された光学素子を備えた鏡胴について説明する。
「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」内の「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」の光軸調整が完了した後は、この「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」を、製品となる他のレンズユニットと組み合わせることで鏡胴が構成される。

以上のように、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジ及び光軸調整方法を用いて光軸調整を行った「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」には、このレンズ枠自身に「調整対象の光学素子：Ｌ４／Ｌ５接合」を保持するための部材や光軸に垂直な平面上を「Ｘ方向」、「Ｙ方向」にシフト駆動させるための部材を具備させることが一切不要である。
したがって、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジ及び光軸調整方法を用いて光軸を調整された光学素子を備えた鏡胴によれば、「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」の小型化が可能となるため、高い光学性能を維持しながら鏡胴の小型化ができる。

また、上述した鏡胴をカメラ本体に取りつけてカメラを構成するなど、本実施形態としてのレンズ枠カートリッジ及び光軸調整方法を用いて光軸を調整された光学素子を備えた鏡胴で光学機器を構成することによれば、上述のように小型化された鏡胴により、光学機器の高性能を維持したままでの小型化が可能となる。
こうした光学機器としては、例えばデジタルカメラ、銀塩カメラ、モバイル用撮影レンズ、ビデオカメラ等、撮影レンズ全般に適用することができる。

なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した各実施形態では、調整対象の光学素子を「接合レンズ」として説明しているが、光学系を構成する光学素子であればこのものに限定されず、例えば単レンズなどにおいても同様に適用可能である。

また、調心マスタとしての光学系全体は、調整対象のレンズユニットと、調整の基準となるレンズユニットとを光軸上に少なくとも備えることとして説明したが、各レンズユニットの構成は、光学素子が１枚以上任意の枚数であってよい。

本発明の実施形態としての「レンズ枠カートリッジ」がセットされた状態の調心マスタを示す縦断面図である。 図１に例示した調心マスタレンズ室付近の詳細を示す部分拡大図である。 レンズ枠カートリッジに調整対象の光学素子がセットされた状態を示す平面図および縦断面図である。 図３に例示したレンズ枠カートリッジにおける調整対象の光学素子付近の詳細を示す部分拡大図である。 図３に例示したレンズ枠カートリッジの右４５度斜視図である。 同、平面図である。 同、左４５度斜視図である。 「調整対象レンズ枠：第２群レンズ枠」のセット構成を示す分解斜視図である。 調心マスタの構成を示す分解斜視図である。 図９に例示した第３・４群セルの背面側を示す斜視図である。

Claims (11)

1. 光学素子を保持するレンズ枠を備え、複数の光学素子からなる光学系に対する光軸調整装置による光軸調整に用いられるレンズ枠カートリッジであって、
   調整対象の光学素子を光軸に垂直な平面方向にシフト移動させる移動手段と、前記調整対象の光学素子を当該光学素子が調整対象レンズ枠に当接される当接面に対して付勢して押さえる当接面押さえ手段とを、一体として備え、
   前記当接面押さえ手段は、前記調整対象の光学素子を当該光学素子が調整対象レンズ枠に当接される当接面に対して付勢する当接面付勢部材を備えて当該当接面付勢部材により前記当接面に対して押さえるよう構成され、
   前記移動手段は、前記調整対象を１方向にシフト移動させる１方向移動手段を、光軸に垂直な平面上で直交する２方向それぞれに備え、該１方向移動手段のそれぞれは、前記調整対象に当接し、該調整対象を進退駆動させる駆動部と、前記調整対象をはさんで該駆動部に対向する位置に配設され、前記調整対象に当接する移動直線方向付勢部とを備えて構成されたことを特徴とするレンズ枠カートリッジ。
2. 前記移動直線方向付勢部の力量を「Ａ」、前記当接面付勢部材の力量を「Ｂ」とすると、Ａ＞Ｂであることを特徴とする請求項１記載のレンズ枠カートリッジ。
3. 前記調整対象の光学素子が、前記移動手段と直接当接するよう構成されたことを特徴とする請求項１または２記載のレンズ枠カートリッジ。
4. 前記当接面押さえ手段には、接着剤塗布のための開口部が開設されたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のレンズ枠カートリッジ。
5. 前記接着剤塗布のための開口部は、円周方向に２乃至３箇所設けられたことを特徴とする請求項４記載のレンズ枠カートリッジ。
6. 前記調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材の外周部には、ＵＶ照射光を照射するための開放部が開設されたことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のレンズ枠カートリッジ。
7. 前記ＵＶ照射光を照射するための開放部は、放射方向における、前記当接面押さえ手段における接着剤塗布のための開口部に対応する位置に配設されたことを特徴とする請求項６記載のレンズ枠カートリッジ。
8. 前記調整対象レンズ枠を、当該調整対象レンズ枠を保持するレンズ枠保持部材に対して固定する固定手段には、前記当接面押さえ手段が一体となるよう構成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のレンズ枠カートリッジ。
9. 光学素子と、光学素子を保持するレンズ枠とで構成されたレンズユニットが、光軸上に少なくとも２つ以上で構成された光学系における光軸調整方法において、
   調整対象のレンズユニットが請求項１から８の何れか１項に記載のレンズ枠カートリッジにセットされた状態で、他のレンズユニットと光軸を同じくするように光学系を構成し、前記調整対象のレンズユニットにセットされた調整対象の光学素子を、光軸に垂直な面上で前記レンズ枠カートリッジの前記移動手段によりシフト移動させて、前記調整対象の光学素子の光軸を調整することを特徴とした光軸調整方法。
10. 請求項９記載の光軸調整方法を用いて光軸を調整された光学系を備えたことを特徴とする鏡胴。
11. 請求項１０記載の鏡胴が備える光学系により結像を行うよう構成されたことを特徴とする光学機器。

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