JP5674617B2

JP5674617B2 - レンズ鏡筒及びレンズ鏡筒の組み立て方法

Info

Publication number: JP5674617B2
Application number: JP2011214617A
Authority: JP
Inventors: 宏信茅野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: JP2013073215A

Description

本発明は、フォーカスレンズの光軸と他のレンズ群の光軸とのズレを最小にして組み立てるようにしたレンズ鏡筒及びレンズ鏡筒の組み立て方法に関する。

近年、プロジェクタではズームレンズを搭載して投映画像サイズを変化させることができるようにしたものが多く、必然的にレンズ枚数が多くなる。また、複雑な形状であっても比較的容易且つ安価に製造でき、製品重量も軽くなることから樹脂成形によるプラスチック鏡胴が用いられることが多い。複数枚のレンズ及びプラスチック鏡胴などによって、レンズ群全体としての偏芯精度を確保することが難しくなり、スクリーン上に投映された画像の画質が劣化してしまう。

前記複数枚のレンズは、それぞれが光軸を中心にして自由に回転した位置で鏡胴内に組込まれるので、１枚１枚のレンズが最も偏芯量の少ない位置（姿勢）で組込まれるとは限らず、総合的な偏芯量は増大される。そこで、鏡胴のレンズ受け面に凸部を設け、レンズのフランジ面に形成された凹部を嵌合させて、それぞれのレンズが決められた位置で鏡胴内に組込まれるようにしたレンズ装置が下記特許文献１に記載されている。

特開２００７−１７８４９７号公報

しかしながら、前記特許文献１記載のレンズ装置は、レンズの歪みが少ない位置に位置決め部を形成したものであり、組み上がった状態でのレンズ鏡胴の偏芯を調整することはできない。特に、前群レンズを前後させてフォーカス調整を行うプロジェクタ用投射レンズなど、前群レンズを回転させる構成のものは、回転によって前群レンズの光軸が後群レンズの光軸に対して移動し、光軸のズレが拡大する。従って、できるだけ光軸ズレが少ない位置で前群レンズと後群レンズを組み立てることが重要となる。しかし、前群レンズは組立後の回転角が所定の範囲となるように規制されなければならず、後群レンズへの組み付け位置が変わっても回転角の回転範囲は常に同じにしなければならない。

本発明は上記の問題を解決するためのものであり、前群レンズと後群レンズの光軸ズレが最も小さくなる位置で前群レンズを後群レンズに組み付けるとともに、どの位置で組み付けられたとしても前群レンズの回転角が所定の角度範囲となるようにしたレンズ鏡筒及びレンズ鏡筒の組み立て方法を提案する。

本発明によるレンズ鏡筒は、雌雄一対のＮ条ヘリコイドネジの一方を有し、フォーカスレンズ群が組み込まれる第１鏡筒と、前記一対のＮ条ヘリコイドネジの他方を有し、その他のレンズ群が組み込まれる第２鏡筒とが、Ｎ箇所の角度位置で自在に螺合するレンズ鏡筒であって、前記第２鏡筒は、前記第１鏡筒の回転範囲の中央位置を示すセンタマークと、前記第１鏡筒の回転を規制するストッパと、前記一対のＮ条ヘリコイドネジを螺合させるときの基準位置を示す螺合基準指標とを有し、前記第１鏡筒は、回転範囲の両端で前記ストッパにそれぞれ当接する２本の係止部材が挿入される２つで１組の挿通孔がＮ組設けられ、前記Ｎ組の各組を形成する２つの挿通孔の一方は他方に対して、前記ヘリコイドネジのリード長×前記回転範囲の全角度÷３６０°で求められた距離だけ、レンズ光軸と平行な方向にずれていることを特徴とする。

前記ストッパは前記センタマークと同じ角度位置に設けられることが好ましい。前記螺合基準指標は前記第２鏡筒の外周面に形成された溝の前側の縁又は後側の縁であることが好ましい。前記１組を形成する２つの挿通孔は円周を２分する１８０°対称位置に設けられていることが好ましい。

前記１組を形成する２つの挿通孔のそれぞれを区別して認識可能とする挿通孔識別指標が少なくともどちらかの近傍に設けられていることが好ましい。前記ストッパ及び前記センタマークは、前記第２鏡筒の外周面に設けられるようにすると良い。前記Ｎが３であることが好ましい。

前記第１鏡筒及び第２鏡筒が樹脂で形成されるときは、前記第１鏡筒には、前記Ｎ条ヘリコイドネジを螺合させるときの位置合わせに使用するＮ個のそれぞれ異なる螺合開始位置識別マークが、１条のヘリコイドネジのそれぞれに対応する位置に１個づつ設けられるようにすると良い。前記螺合開始位置識別マークは、１組を形成する２つの前記挿通孔の中間位置にそれぞれ設けられるようにすると良い。また、本発明のレンズ鏡筒の組み立て方法は、上記レンズ鏡筒の前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のヘリコイドの全ての組合せに対する鏡筒の組み立てと、前記各ヘリコイドの組合せに対応するストッパと係止部材の取り付けとを行った状態で、前記第１鏡筒と前記第２鏡筒の偏芯量を測定し、前記全てのヘリコイドの組合せの中から前記偏芯量が最小となる組合せを選択して組み直すことを特徴とする。

本発明によれば、多条ヘリコイドネジによって後群レンズへの前群レンズの組み付け角度位置が複数選択可能となり、これによって前群レンズと後群レンズの光軸ズレが最も小さくなる位置で螺合させることができるとともに、選択可能ないかなる角度位置で組み付けが行われても、フォーカシングの為の前群レンズの回転角は所定の角度範囲となる。

本発明によるレンズ鏡筒の垂直方向の半断面図と水平方向の半断面図である。レンズ鏡筒を上から見た図である。レンズ鏡筒のストッパ位置での前から見た断面図である。図２を下から見たときの側面図である。図４と反対側の側面図である。雌雄のヘリコイドの螺合を開始するときの説明用図面である。第１鏡筒と第２鏡筒を嵌合させるときの説明用図面である。第１鏡筒の回転角が１２０°の場合を説明する図面である。別の実施形態を説明する図面である。螺合開始位置識別マークを説明する図面である。螺合開始位置識別マークとセンタマークの説明図である。

図１及び図２に示すように、レンズ鏡筒１０は、円周方向に等間隔で形成され互いに螺合する３条ヘリコイドネジの一方の雌ヘリコイドネジ１４が内周面１２に形成され、雌ヘリコイドネジ１４より前側にフォーカスレンズ群１５が組み付けられた第１鏡筒１１と、雌ヘリコイドネジ１４と螺合する雄ヘリコイドネジ２４が外周面２３に形成され、その他のレンズ群２６〜２９が組み込まれた第２鏡筒２１とを備える。

第２鏡筒２１は、外周面２３に第１鏡筒１１の回転を規制するストッパ３１が２本のネジ３２によって固定される。雄ヘリコイドネジ２４が形成された外周面２３は第１鏡筒１１の内周面１２の内側に嵌入されるが、後端側に設けられたフランジ部２２の近傍では外周面２３より太径の外周面２５が形成され、一部が内周面１２と嵌合して第１鏡筒１１の後端側を支持している。外周面２５には全周に亘って溝３４が形成され、溝３４の前側の縁３５が雌雄のヘリコイドネジを螺合させるときに第１鏡筒１１の後端面３８を合わせる基準位置を示す螺合基準指標となる。

また、外周面２５には溝３４よりフランジ部２２側にセンタマーク３６が形成される。センタマーク３６は、第１鏡筒１１を回してフォーカシングする時の回転範囲の中央位置指標としての役目をする。また、レンズ鏡筒１０を機器に取り付ける際に、センタマーク３６が真上にくるようにする。

図２及び図３に示すように、第１鏡筒１１は、回転範囲の両端でストッパ３１にそれぞれ当接する２本のネジ（係止部材）４１，４２が挿入される２つ１組のネジ孔（挿通孔）４３，４６が円周を２分する１８０°対称位置に形成され、ネジ孔４３及びネジ孔４６のそれぞれから１２０°と２４０°回転した位置にネジ孔４４及び４７と４５及び４８とが設けられる。なお、ネジ４１，４２は圧入ピンであっても良く、その場合、４３〜４８はネジ孔である必要はない。

図２及び図４，５に示すように、２つ１組のネジ孔の一方であるネジ孔４３，４４，４５は他方のネジ孔４６，４７，４８に対して、前記ヘリコイドネジのリード長×前記回転範囲の全角度÷３６０°で求められた距離だけ、レンズ光軸と平行な方向にズレて設けられている。ここで、２本のネジ４１，４２は１８０°対称位置に形成されているネジ孔４３及びネジ孔４６に挿入されているのであるから、第１鏡筒１１の回転角（回転範囲）は１８０°からストッパ３１の幅寸法を除いた角度となるが、ここでは略１８０°として説明する。従って、ネジ孔４３，４４，４５とネジ孔４６，４７，４８のズレ量はリード長の略半分となる。

第１鏡筒１１の外周面１３にはＶ溝（挿通孔識別指標）４９が形成されており、ネジ孔４６，４７，４８はＶ溝４９上に設けられている。これによって、ネジ孔４３，４４，４５とネジ孔４６，４７，４８とが一目瞭然に判別でき、明確に区別して認識可能となる。

次に、レンズ鏡筒１０の組立手順及び作用・効果について説明する。図７に示すように、第１鏡筒１１に第２鏡筒２１を挿入する。雄ヘリコイドネジ２４の前端側が雌ヘリコイドネジ１４の後端側に当接したところで、フォーカスレンズ群１５側から見て時計周りの方向に第１鏡筒１１を回し、雄ヘリコイドネジ２４と雌ヘリコイドネジ１４とを螺合させる。

第１鏡筒１１の後端面３８が第２鏡筒２１に形成された溝３４の前側の縁３５と一致するところまでヘリコイドの螺合が進められ、一致したときに第１鏡筒１１の中心を通る水平位置の左右に位置するネジ孔（例えば、４３，４６）にネジ４１，４２を挿入する。その状態でフォーカスレンズ群１５の光軸と第２鏡筒２１のその他のレンズ群２６〜２９の光軸のズレ量（光軸偏芯量）を測定する。この光軸偏芯量の測定をＮ条ヘリコイドネジの全ての組合せに対して実施し、もっとも光軸偏芯量の少ない組合せ位置で組み直してネジ４１，４２を挿入する。第１鏡筒１１は、図３に示す矢印５７の方向に回すと前側に繰り出され、矢印５８の方向に回すと後側に繰り込まれて、フォーカス調整が行われるようになる。

次に、３条ヘリコイドネジでフォーカス調整のための第１鏡筒１１の回転角が１２０°の場合について説明する。

図８に示すように、１条のヘリコイドネジに対するネジ４１，４２の位置は、第２鏡筒２１のストッパ３１に対して左（反時計回りの方向）右（時計回りの方向）に６０°づつ回転させた位置になるので、ここにネジ孔４３，４６が形成される。３条ヘリコイドネジは、それぞれのヘリコイドネジが１２０°づつ回転した位置に形成されるので、他の組合せで螺合された場合のネジ孔４４，４５及び４７，４８の位置は、それぞれネジ孔４３，４６から１２０°と２４０°回転した位置となる。

ここで、ネジ孔４３と４７、ネジ孔４４と４８、ネジ孔４５と４６がそれぞれ同じ回転角度位置となるが、２つ１組のネジ孔の一方であるネジ孔４３，４４，４５は他方のネジ孔４６，４７，４８に対して、ヘリコイドネジのリード長×１２０°（回転範囲の全角度）÷３６０°＝リード長×１／３だけ、後方に設けられるので、前後に並んで形成されている。

前記雌雄一対のヘリコイドネジ１４，２４は３条ネジに限定されることはなく、２本以上の多条ネジであれば良いが、組み合わせ数は多いほど細かい偏芯調整ができる。しかし、あまり多くなるとネジのリードが立ってくるので、フォーカスレンズの繰り出し量や回転角、偏芯精度などを鑑みて、適宜、最良な本数を選択することが望ましい。

次に、第１鏡筒及び第２鏡筒を樹脂成形した場合について説明する。前記実施形態と同じものは同じ符号を付して説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、第１鏡筒５１の外周面１３には螺合開始識別マーク５４〜５６が１２０°間隔で設けられている。螺合開始識別マーク５４〜５６には、それぞれＡ，Ｂ，Ｃの文字が刻まれ、３条のヘリコイドネジが識別できるようになっている。この螺合開始識別マーク５４〜５６は、それぞれ、１組のネジ孔４３，４６、４４，４７、４５，４８の中間位置に形成されており、回転範囲の中央位置を示す指標にもなっている。

まず、螺合開始識別マーク５４を選択し、センタマーク３６に位置合わせしてヘリコイドネジの螺合を開始する。第１鏡筒５１の後端面３８が第２鏡筒５２に形成された溝３４の前側の縁３５と一致するところまでヘリコイドの螺合を進めると（図１参照）、螺合開始識別マーク５４がセンタマーク３６に対向する位置となる（図１１参照）。このとき、第１鏡筒５１の中心を通る水平位置の左右に位置するネジ孔４３，４６が位置しており、ここにネジ４１，４２を挿入する。その後、この状態でフォーカスレンズ群１５の光軸と第２鏡筒２１のその他のレンズ群２６〜２９の光軸のズレ量（光軸偏芯量）を測定する。

次に、螺合開始識別マーク５５を選択してセンタマーク３６に位置合わせし、ヘリコイドネジの螺合を開始、第１鏡筒５１の後端面３８が第２鏡筒５２に形成された溝３４の前側の縁３５と一致するところまでヘリコイドの螺合を進める。螺合開始識別マーク５５がセンタマーク３６に対向する位置となり、第１鏡筒５１の左右に位置するネジ孔４４，４７にネジ４１，４２を挿入する。その後、光軸偏芯量を測定する。続いて、螺合開始識別マーク５６を選択して、同じ手順により、そのときの光軸偏芯量を測定する。

こうして全ての組合せにおけるそれぞれの光軸偏芯量が測定され、この中で最もズレ量の小さい組合せ位置が判明する。その位置が、例えば、螺合開始識別マーク５５を選択したときであれば、螺合開始識別マーク５５、即ちマークＢをセンタマーク３６に合わせてヘリコイドネジの螺合をすれば良く、その後の量産組立は光軸偏芯量の測定を行う必要がなくなる。この光軸偏芯量が最も小さくなる螺合位置の測定は成形する金型毎に行われ、同じ金型のものは同じ位置で組立を行えば良い。

なお、螺合開始識別マーク５４〜５６は、金型による成形文字でも、刻印でも良く、あるいはマジックペンや罫書き棒で書いて良い。また、その位置は、ネジ４１，４２を挿入したネジ孔の脇でも良い。更に、１ヶ所のみに印字することでも良い。

１０レンズ鏡筒
１１，５１第１鏡筒
１２内周面
１３，２３，２５外周面
１４雌ヘリコイドネジ
１５フォーカスレンズ群
２１，５２第２鏡筒
２２フランジ部
２４雄ヘリコイドネジ
２６〜２９その他のレンズ群
３１ストッパ
３２ネジ
３４溝
３５前側の縁
３６センタマーク
３８後端面
４１，４２ネジ（係止部材）
４３，４４，４５一方のネジ孔（挿通孔）
４６，４７，４８他方のネジ孔（挿通孔）
４９Ｖ溝（挿通孔識別指標）
５４〜５６螺合開始識別マーク

Claims

雌雄一対のＮ条ヘリコイドネジの一方を有し、フォーカスレンズ群が組み込まれる第１鏡筒と、前記一対のＮ条ヘリコイドネジの他方を有し、その他のレンズ群が組み込まれる第２鏡筒とが、Ｎ箇所の角度位置で自在に螺合するレンズ鏡筒であって、
前記第２鏡筒は、前記第１鏡筒の回転範囲の中央位置を示すセンタマークと、前記第１鏡筒の回転を規制するストッパと、前記一対のＮ条ヘリコイドネジを螺合させるときの基準位置を示す螺合基準指標とを有し、
前記第１鏡筒は、回転範囲の両端で前記ストッパにそれぞれ当接する２本の係止部材が挿入される２つで１組の挿通孔がＮ組設けられ、
前記Ｎ組の各組を形成する２つの挿通孔の一方は他方に対して、前記ヘリコイドネジのリード長×前記回転範囲の全角度÷３６０°で求められた距離だけ、レンズ光軸と平行な方向にずれているレンズ鏡筒。
前記ストッパは前記センタマークと同じ角度位置に設けられている請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記螺合基準指標は前記第２鏡筒の外周面に形成された溝の前側の縁又は後側の縁である請求項１又は２記載のレンズ鏡筒。
前記１組を形成する２つの挿通孔は円周を２分する１８０°対称位置に設けられている請求項１から３いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記１組を形成する２つの挿通孔のそれぞれを区別して認識可能とする挿通孔識別指標が、少なくともどちらかの近傍に設けられている請求項１から４いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記ストッパ及び前記センタマークは、前記第２鏡筒の外周面に設けられている請求項１から５いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記Ｎが３である請求項１から６いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記第１鏡筒及び第２鏡筒は樹脂成形され、且つ
前記第１鏡筒には、前記Ｎ条ヘリコイドネジを螺合させるときの位置合わせに使用するＮ個のそれぞれ異なる螺合開始位置識別マークが、１条のヘリコイドネジのそれぞれに対応する位置に１個づつ設けられている請求項１から７いずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
前記螺合開始位置識別マークは、１組を形成する２つの前記挿通孔の中間位置にそれぞれ設けられる請求項８記載のレンズ鏡筒。
請求項１から９いずれか１項に記載のレンズ鏡筒を組み立てるレンズ鏡筒の組み立て方法において、
前記第１鏡筒と前記第２鏡筒のヘリコイドの全ての組合せに対する鏡筒の組み立てと、前記各ヘリコイドの組合せに対応するストッパと係止部材の取り付けとを行った状態で、前記第１鏡筒と前記第２鏡筒の偏芯量を測定し、前記全てのヘリコイドの組合せの中から前記偏芯量が最小となる組合せを選択して組み直すレンズ鏡筒の組み立て方法。