JP5479650B2 - レンズ装置 - Google Patents

Description

本発明はレンズ装置に係り、特に鏡胴内のレンズの倒れを調整する技術に関する。

放送用テレビカメラのレンズ装置においては、撮影レンズ系（光学系）の撮影光路中に変倍レンズ（エクステンダーレンズ）を必要に応じて挿入することにより、像の倍率が変換される。例えば、２倍のエクステンダレンズであれば、外部に設けられた操作レバー等を操作してそのエクステンダレンズを撮影光路中に配置することにより、像を２倍に拡大して撮像することができる。

図６に示すように、エクステンダレンズ１００は、前マスタ群と後マスタ群との間に配設されている。エクステンダレンズ１００は、前部の光学系（レンズ群）と後部の光学系（レンズ群）を備えている。エクステンダレンズ１００の光学性能（光学特性）の調整は、前部のレンズ群と後部のレンズ群の間の光軸方向の間隔を調整することで行うことができる。上記の間隔調整は、前部のレンズ群を保持したレンズ枠１０１と、後部のレンズ群を保持したレンズ枠１０２とをネジで螺合させ、後部のレンズ群を保持するレンズ枠１０２の外周に形成された歯車１０３を、外部から治具等を用いて回転させることにより行われる。

しかしながら、この光学特性の調整はエクステンダレンズをいったん光軸上から外した後に行われる。一方、光学特性の調整結果の確認は、エクステンダレンズが光軸上にある状態で行われる。このため、光学特性を作りこむためには、エクステンダレンズが光軸に挿入された状態と光軸から外された状態とを繰り返す必要があり、手間がかかるという問題がある。

したがって、エクステンダレンズを光軸に挿入した状態で光学特性が調整可能な技術が望まれていた。エクステンダレンズを光軸に挿入した状態で上記光学特性を調整可能な技術として、特許文献１および２に記載の発明が開示されている。

特許文献１には、エクステンダレンズを撮影光路中に挿脱させるための支軸に、この支軸の軸芯に対して中心が偏心したカラーが挿入され、カラーがケース本体に形成された孔に挿通されたエクステンダレンズが開示されている。このエクステンダレンズは、カラーをケース外部から回転させることで偏心を調整することができる。

特許文献２には、レンズ枠の周面には全周にわたってギヤが形成されており、このギヤと噛合し、ケースの外部に露出された回転部材を回すことによってレンズを光軸の回りに回転させて偏心調整を行うことが記載されている。

特開２０００−７５１８２号公報 特開平１１−２４９２１６号公報

しかしながら、特許文献１および２に記載の発明は、光学系の偏心を調整するものであり、光学系の光軸方向の間隔を調整するものではないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、エクステンダレンズを光軸上に挿入したまま前部と後部とに分かれた光学系の光軸方向の間隔を調整することができるレンズ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るレンズ装置は、光軸に挿脱自在に配設された略円筒形の第１の枠体であって、光軸方向に所定の長さを有する第１のネジが形成された第１の枠体と、光軸方向に所定の長さを有し、前記第１のネジと螺合可能な第２のネジが形成された略円筒形の第２の枠体であって、周方向に所定の長さを有する凹凸が外周に形成された第２の枠体と、前記第１の枠体の内部に支持された前部と、前記第２の枠体の内部に支持された後部との２つの光学系により構成されたエクステンダレンズと、前記第１の枠体及び前記第２の枠体を覆うように配設された筒体であって、前記第１の枠体が光軸に挿入されているときに前記凹凸に斜め方向から棒状部材を係合させるための開口部が形成された筒体とを備える。

上記の態様に係るレンズ装置によれば、光軸方向に所定の長さを有する第１のネジが形成された第１の枠体に、周方向に所定の長さを有する凹凸が外周に形成された略円筒形の第２の枠体に形成されたネジが螺合される。第１の枠体が光軸に挿入されている時に、筒体に形成された開口部からは、棒状部材が斜め方向から凹凸に係合される。第２の枠体は第１の枠体に螺合されているため、棒状部材が凹凸を介して第２の枠体を回動可能である。これにより、エクステンダレンズが光軸に挿入された状態で、第１の枠体、すなわち前部と、第２の枠体すなわち後部との光軸方向の間隔を調整することができる。また、凹凸の真上から治具を係合させると治具が凹凸の頂部に当たり、その衝撃で第２の枠体が回転してしまう恐れがあるが、治具を斜めに挿入することで第２の枠体が意図せず回転することを防止することができる。

上記の態様に係るレンズ装置においては、光軸と、前記凹凸と前記開口部とを結ぶ直線との傾きが略４５度となるように前記開口部が形成されていてもよい。

これにより、光軸と、凹凸と開口部とを結ぶ直線との傾きは略４５度であり、治具が斜め略４５度で凹凸に係合する。したがって、第２の枠体を最も効率よく回動させることができる。

上記の態様に係るレンズ装置においては、前記開口部が、前記第２の枠体の径方向全体が視認可能となるように周方向に所定の長さをもって形成されていてもよい。

これにより、開口部からは第２の枠体の径方向全体が視認可能である。したがって、第２の枠体の回動量の把握が容易となる。

上記の態様に係るレンズ装置においては、前記第２の枠体の外周には、前記凹凸の端面を覆う壁が形成され、前記壁が、前記開口部から前記凹凸を見て前記凹凸の奥側に位置していてもよい。

これにより、開口部から凹凸を見た場合に、凹凸の奥側に壁が形成され、壁により凹凸の端面が覆われる。したがって、治具を挿入した時に壁が突き当てとなり、操作が容易となる。

本発明によれば、エクステンダレンズを光軸上に挿入したまま前部と後部とに分かれた光学系の光軸方向の間隔を調整することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴を、光軸を含む面で切断した概略断面図 レンズ鏡胴の部分拡大図 レンズ鏡胴の部分斜視図 調整用歯車の別の形態の部分斜視図 調整用歯車の別の形態の部分斜視図 従来例

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の実施の形態について説明する。図１は本発明が適用されるテレビカメラ用撮影レンズのレンズ鏡胴１の概略断面図である。図１は、レンズ鏡胴１を光軸を含む面で切断した概略断面図である。レンズ鏡胴１の後端（図１において右側）が図示しないカメラ本体に取り付けられる。

レンズ鏡胴１内には、フォーカスレンズ群２０、ズームレンズ群２２、マスターレンズ群２８が配設されている。そして、ズームレンズ群２２とマスターレンズ群２８との間には絞り（図示せず）が配設されている。

フォーカスレンズ群２０は、一例で３枚のレンズを含んでおり、該レンズは、フォーカス鏡胴３２に支持される。フォーカス鏡胴３２は、光軸Ｐの前後方向に移動自在に、環１４を介して本体環１０に支持されている。したがって、フォーカスリング（図示せず）が回動されると、それに伴いフォーカス鏡胴３２が回動し、フォーカスレンズ群２０が光軸Ｐの前後方向に駆動され、フォーカス調整がなされる。

一方、本体環１０内にはカム筒１２が回動自在に配設される。ズームリング（図示せず）が回動されると、これに伴いカム筒１２も回動する。

カム筒１２の内部には、ズームレンズ群２２が配設される。ズームレンズ群２２は、変倍用の負の屈折力の変倍レンズ２４と、変倍に伴い変動した像面を補正するための補正レンズ２６を含んでいる。

変倍レンズ２４は変倍レンズ枠３４に保持される。変倍レンズ枠３４にはカムピン（図示せず）が嵌入されており、このカムピンはカム筒１２に形成されたカム溝（図示せず）を貫通して本体環１０の内周面に形成された直進溝（図示せず）に嵌合されている。補正レンズ２６は補正レンズ枠３６に保持される。補正レンズ枠３６にはカムピン（図示せず）が嵌入されており、このカムピンはカム筒１２に形成されたカム溝（図示せず）を貫通して本体環１０の内周面に形成された直進溝（図示せず）に嵌合されている。このため、カム筒１２が回動されると、変倍レンズ２４と補正レンズ２６が光軸Ｐの前後方向に駆動されてズーム調整が行われる。

図２は、マスターレンズ群２８の拡大図である。マスターレンズ群２８は、前マスタ群２８Ａと、後マスタ群２８Ｂとを含んでいる。マスターレンズ群２８は、光軸上に沿って移動自在に配設される。マスターレンズ群２８を光軸上に沿って移動させることにより、焦点の補正が行われる。また、マスターレンズ群２８は、レンズ結像位置の微調整（トラッキング調整、あるいは、フランジバック調整ともいう。）や、マクロ撮影時にも移動制御される。

前マスタ群２８Ａと後マスタ群２８Ｂとの間には、撮影倍率を１倍と所定倍（例えば２倍）とで切り替えるためのエクステンダ群３０が光軸上に挿脱自在に配設される。エクステンダ群３０を光軸上に挿脱することにより焦点距離範囲を切り替える場合には、レンズ全長およびバックフォーカスが変化しないという利点に加えて、切り替えを瞬時に行うことができるという利点がある。

エクステンダ群３０は、物体側（図２において左側）に配置されており、全体として正の屈折力の前部レンズ群４１と、像面側（図２において右側）に配置されており、全体として負の屈折力の後部レンズ群４２とを含んでいる。

前部レンズ群４１は、略円筒形の前部レンズ枠４３に支持される。前部レンズ枠４３は、爪部４３Ａと本体部４３Ｂとを含んでいる。前部レンズ群４１の物体側に形成された凸部４１Ａは略円筒形の爪部４３Ａの内部に支持される。また、前部レンズ群４１の外周は、略円筒形の本体部４３Ｂの内部に支持される。本体部４３Ｂには、後側（図２において右側）に突出するように略円筒形の薄肉部４３Ｃが形成される。薄肉部４３Ｃの内径部にはネジ部４３Ｄが形成される。

後部レンズ群４２は、略円筒形の後部レンズ枠４４に支持される。後部レンズ枠４４は、後部レンズ群４２を内部に支持する略円筒形の本体部４４Ａと、本体部４４Ａの後端側に螺結されるフランジ部４４Ｂとを含んでいる。本体部４４Ａには、物体側に突出するように略円筒形の薄肉部４４Ｃが形成される。薄肉部４４Ｃの外径には、ネジ部４３Ｄと螺合するネジ部４４Ｄが形成される。また、フランジ部４４Ｂの外周には、調整用歯車４４Ｅが形成される。

ネジ部４４Ｄがネジ部４３Ｄと螺合することにより、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４とが光軸方向に所定の間隔をあけて組み立てられる。前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４と間には、前部レンズ枠４３を物体側に付勢し、かつ後部レンズ枠４４を像面側に付勢するコイルばね４５が配設される。これにより、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４とは、ガタつきが生じないように相互に固定される。

前部レンズ枠４３の本体部４３Ｂは、環状部材４６によりアーム４７の先端に配設される。アーム４７は本体環１０に固定された連結環１６（図１参照）に回動自在に配設される。アーム４７が回動されると、前部レンズ枠４３の移動に伴ってエクステンダ群３０が光軸上に挿入されたり、光軸上から外される。

エクステンダ群３０の前部レンズ群４１と後部レンズ群４２との間隔は、ネジ部４４Ｄとネジ部４３Ｄとの螺合量を変えることにより調整可能である。一般的には、前部レンズ群４１と後部レンズ群４２との間隔が広くなればなるほど、各レンズ群の屈折力が小さくなり、収差が発生しにくい構造になる。そのため、前部レンズ群４１と後部レンズ群４２との間隔を調整することで光学性能（光学特性）の調整が可能な構成となっている。

なお、薄肉部４３Ｃの径を薄肉部４４Ｃの径よりも小さくして、薄肉部４３Ｃの外径および薄肉部４４Ｃの内径に、それぞれ相互に螺合するネジ部を形成するようにしてもよい。また、後部レンズ枠４４をアーム４７に配設するとともに、前部レンズ枠４３に調整用歯車を設けて、前部レンズ枠４３を後部レンズ枠４４に対して回動自在としてもよい。

本実施の形態のレンズ鏡胴１は、エクステンダ群３０が光軸に挿入された状態で、エクステンダ群３０の光学性能の調整が可能である。以下、エクステンダ群３０が光軸に挿入された状態における光学性能（光学特性）の調整について説明する。

図１および図３に示すように、本体環１０に結合された略円筒形の連結環１６には、開口部１６Ａが形成されている。図１に示すように、開口部１６Ａの光軸方向の位置は、調整用歯車４４Ｅの光軸方向の位置と異なるように形成されている。また、図３に示すように、開口部１６Ａからは、調整用歯車４４Ｅおよび後部レンズ枠４４の径方向全体を斜め方向から視認可能である。

図１に示すように、開口部１６Ａから治具２を傾斜させて挿入し、斜め略４５度（４５±１０度程度）の方向から治具２の先端を調整用歯車４４Ｅの歯間（歯と歯の間の溝）に係合させる。言い換えれば、治具２の中心軸Ｃと光軸Ｐとの角度が略４５度（４５±１０度程度）となるように開口部１６Ａが形成される。これにより、調整用歯車４４Ｅを見ながら治具２を操作することができる。また、調整用歯車４４Ｅの真上から治具２を係合させると治具２が歯先に当たり、その衝撃で調整用歯車４４Ｅすなわち後部レンズ枠４４が回転してしまう恐れがあるが、治具２を斜めに挿入することで後部レンズ枠４４が意図せず回転することを防止することができる。なお、治具２を挿入する方向は斜めであればよく、斜め略４５度（４５±１０度程度）に限られない。ただし、治具２を操作して調整用歯車４４Ｅを回動させる力を加えやすくするという観点からは斜め略４５度（４５±１０度程度）が最も望ましい。

治具２の先端を調整用歯車４４Ｅの歯間に係合させたら、調整用歯車４４Ｅを回転させる。治具２が斜めに挿入されているため、治具２の先端と調整用歯車４４Ｅとの噛み合いがよく調整用歯車４４Ｅを回転させやすいし、調整用歯車４４Ｅの回転量、すなわち、後部レンズ枠４４の回転量を把握しやすくなる。

このようにして後部レンズ枠４４が回転されると、ネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合量が変わる。これにより、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４との光軸方向の間隔、すなわち前部レンズ群４１と後部レンズ群４２との光軸方向の間隔が変わり、光軸性能が調整される。

所望の量だけ後部レンズ枠４４を回転させたら、レンズ鏡胴１の光学性能を確認する。本実施の形態ではエクステンダ群３０が光軸に挿入されたままであるため、光学性能の確認に当たり、エクステンダ群３０を光軸に挿入する手間が不要となる。また、光学性能の確認の結果、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４との光軸方向の調整が再度必要となった場合にも、エクステンダ群３０を光軸から外す手間が不要である。

光学性能の調整が終了したら、ネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合部（図２のＡ部および図３のＡ部）へ接着剤を注入して、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４とを固着する。接着剤の注入は、開口部１６Ａから行われる。開口部１６Ａと、調整用歯車４４Ｅおよびネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合部は光軸方向の位置が異なるため、接着剤は、開口部１６Ａから斜めに注入される。そのため、開口部１６Ａがネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合部の真上にある場合に比べ、接着剤を注入する作業が行いやすくなる。

接着後、開口部１６Ａを蓋（図示せず）で覆う。これにより、エクステンダ群３０の光学性能の調整作業がすべて終了となる。

本実施の形態によれば、エクステンダ群３０が光軸に挿入された状態で前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４との光軸方向の間隔の調整作業を可能となる。このため、エクステンダ群３０の光軸性能調整時にエクステンダ群３０を光軸から挿脱する手間を省くことができる。また、開口部１６Ａと調整用歯車４４Ｅとの光軸方向の位置を異ならせ、治具２を斜め方向から調整用歯車４４Ｅに係合させたため、前部レンズ枠４３と後部レンズ枠４４との光軸方向の間隔の調整作業を容易にすることができる。

本実施の形態では、開口部１６Ａが調整用歯車４４Ｅおよびネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合部より物体側（図２において左側）に配設されているが、開口部１６Ａが調整用歯車４４Ｅおよびネジ部４３Ｄとネジ部４４Ｄとの螺合部より後側（図２において右側）に配設されていてもよい。

また、本実施の形態では、後部レンズ枠４４を回転させるために、後部レンズ枠４４の外周に調整用歯車４４Ｅを形成したが、必ずしも歯車である必要はない。治具２の先端が係合可能なように凹凸が形成されていればよい。図４は、治具２の先端が係合可能な穴が形成された例を示す。調整用凹凸４４Ｅ−１は、凸部４４ａと、略四角錐形状の穴４４ｂとで構成され、穴４４ｂに治具の先端が係合可能である。なお、穴の形状は略四角錐形状に限られない。

また、本実施の形態では、凹凸として調整用歯車４４Ｅを形成したが、図５に示すように凹凸である調整用歯車４４Ｅ−２の後側（図１、図２において右側）に壁４４Ｆを形成してもよい。これにより、壁４４Ｆがストッパとなって治具２の先端が突き当たり、治具２が凹部（ここでは調整用歯車４４Ｅ−２）から滑って係合が外れることを防止することができる。なお、本実施の形態では、調整用歯車４４Ｅ−２の光軸方向の位置よりも物体側に開口部１６Ａが形成されているため、調整用歯車４４Ｅ−２の後側に壁４４Ｆを形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、開口部１６Ａから調整用歯車４４Ｅ−２を見た時に調整用歯車４４Ｅ−２の奥側に壁が位置すればよいため、調整用歯車４４Ｅ−２の光軸方向の位置よりも後側に開口部１６Ａが形成されている場合には調整用歯車４４Ｅ−２に対して物体側に壁４４Ｆを形成すればよい。

なお、治具と凹部との係合が外れないようにする方法としては、図５に示すように調整用歯車に壁を形成する方法に限らず、図４に示すように凹部の底を略Ｖ字形状としてもよい。

また、本実施の形態では、調整用歯車４４Ｅが全周にわたって形成されているが、凹凸は調整に必要な上側の半周にわたってのみ形成されていてもよいし、上側の一部のみに形成されていてもよい。

また、本実施の形態では、調整用歯車４４Ｅ、すなわち後部レンズ枠４４の径方向全体を視認可能な大きさの開口部１６Ａを形成したが、開口部の最低限の大きさは調整用歯車４４Ｅの一部が視認可能な大きさである。ただし、回転量の把握等が容易であるため、調整用歯車４４Ｅの径全体が見えたほうが望ましい。

１：レンズ鏡胴、２：治具、１０：本体環、１２：カム筒、１６：連結環、１６Ａ：開口部、２０：フォーカスレンズ群、２２：ズームレンズ群、２４：変倍レンズ、２６：補正レンズ、２８：マスターレンズ群、３０：エクステンダ群、３２：フォーカス鏡胴、３４：変倍レンズ枠、３６：補正レンズ枠、４１：前部レンズ群、４２：後部レンズ群、４３：前部レンズ枠、４３Ｄ：ネジ部、４４：後部レンズ枠、４４Ｄ：ネジ部、４６：環状部材、４７：アーム

Claims (4)

1. 略円筒形の第１の枠体であって、第１のネジが形成された第１の枠体と、
   前記第１のネジと螺合可能な第２のネジが形成された略円筒形の第２の枠体であって、外周の所定の領域に凹凸が形成された第２の枠体と、
   前記第１の枠体に支持された前部光学系と、前記第２の枠体に支持された後部光学系とを含んでおり、光軸に挿脱自在に配設されたエクステンダレンズと、
   前記第１の枠体および前記第２の枠体を収容する筒体であって、開口部であって、前記第１の枠体が前記光軸上に挿入されているときに、前記開口部から挿入された棒状部材を前記凹凸に斜め方向から係合させるための開口部が形成された筒体と、
   を備えるレンズ装置。
2. 前記凹凸と前記開口部とを結ぶ直線と、前記光軸とがなす角が略４５度となるように前記開口部が形成される、請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記開口部は、前記第２の枠体の径方向全体が視認可能となるように、前記第２の枠体の周方向に所定の長さをもって形成される、請求項１又は２に記載のレンズ装置。
4. 前記第２の枠体の外周に形成された壁であって、前記開口部から前記凹凸を見て前記凹凸の奥側に位置する壁を更に備える、請求項１から３のいずれかに記載のレンズ装置。

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