JP6221062B2 - レンズ保持構造、レンズ保持構造の製造方法 - Google Patents

レンズ保持構造、レンズ保持構造の製造方法 Download PDF

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Description

本開示は、レンズ保持構造、及びレンズ保持構造の製造方法に関する。
特許文献1は、デジタルスチルカメラに用いられるレンズ鏡筒を開示する。特許文献1のレンズ鏡筒は、小型化を目的としたものである。
特開2010−224526号公報
本開示は、レンズの調整を精度良く行えるレンズ保持構造を提供する。
本開示におけるレンズ保持構造は、レンズと、座面を有し、レンズを保持する保持枠と、を備え、レンズを座面に当接させた状態におけるレンズのヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きとが、レンズが保持枠に保持された状態におけるレンズのヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きと実質的に同一となり、レンズと座面との間には隙間が形成されている。
また、本開示におけるレンズ保持構造の製造方法は、レンズと、座面を有し、レンズを保持する保持枠と、を準備し、座面にレンズを当接させ、レンズを座面から遠ざける方向に平行移動させる。
本開示は、レンズの調整を精度良く行えるレンズ保持構造を提供できる。
図1は、実施の形態1における交換レンズ900の分解斜視図である。 図2Aは、実施の形態1における3−4群ユニット903の分解斜視図である。 図2Bは、実施の形態1における3−4郡ユニット903の側面図である。 図2Cは、図2Bの2C−2C断面図である。 図3Aは、実施の形態1における3−4群ユニット903の斜視図である。 図3Bは、実施の形態1における3−4群ユニット903の平面図である。 図4は、実施の形態1における3群ユニット300の斜視図である。 図5は、実施の形態1における4群ユニット400の斜視図である。 図6Aは、被写体側から見た3群枠301及びレンズL8の斜視図である。 図6Bは、レンズL8〜L11を組みつけられた3群枠301の断面図である。 図7は、3群枠301に対してレンズL8を接着固定する際の工程フローを示すフローチャートである。 図8は、3群枠301と、レンズL8とを準備した状態を示す模式図である。 図9は、3群枠301に対して、レンズL8を当接した状態を示す模式図である。 図10は、レンズL8を3群枠301に対して当接した状態において、接着溜まり301gに接着剤を注入した状態を示す模式図である。 図11は、接着溜まり301gに接着剤を注入した状態で、レンズL8の光軸方向の位置を調整している状態を示す模式図である。 図12は、レンズL8の光軸方向の位置を調整した後に、接着剤を硬化させた状態を示す模式図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
以下、図面を用いて、実施の形態1を説明する。
[1.交換レンズ900の全体構成]
図1を用いて交換レンズ900の全体構成について説明する。図1は、交換レンズ900の分解斜視図である。
交換レンズ900は、1群ユニット901、2群ユニット902、3−4群ユニット903、5群ユニット904、直進固定枠905、カム筒906、及び外装ユニット907で構成されている。
交換レンズ900は、各部品を次の順に組み立てることで完成される。まず、カム筒906に対して、直進固定枠905、5群ユニット904、3−4群ユニット903、2群ユニット902が順に組み付けられる。その後、各部品が組み付けられたカム筒906は、1群ユニット901に組み付けられる。最後に、カム筒906が組み付けられた1群ユニット901は、外装ユニット907に組み付けられる。この手順で各部品を組み付けることで、交換レンズ900は完成される。
交換レンズ900は、外装ユニット907に設けられたズームリングが回転されると、ズームリングの回転に従ってカム筒906が回転するように構成されている。交換レンズ900は、カム筒906が回転すると、1群ユニット901、2群ユニット902、3−4群ユニット903、5群ユニット904が、光軸方向に移動するように構成されている。各ユニットは、カム筒906に形成されるカム溝に対して係合するカムフォロアを有している。また、各ユニットは、直進固定枠905に形成される規制溝に対して係合する規制突起を有している。これによって、各ユニットは、直進固定枠905及びカム筒906に対して、相対的に光軸方向に移動できるように構成されている。
[2.3−4群ユニット903を構成する部品]
次に、3−4群ユニット903を構成する部品について図2A〜図2Cを用いて説明する。図2Aは、3−4群ユニット903の分解斜視図、図2Bは、3−4群ユニット903の側面図、図2Cは、図2Bの2C−2C断面図である。
図2Aに示すように、3−4群ユニット903は、絞りユニット200、3群ユニット300、4群ユニット400、及びシャフト保持部500、で構成されている。
絞りユニット200は、絞りベース枠201、絞りカバー202、カムピン203、204、カムピンバネ205、ガタ調整カムピン206、摺動シャフト207、208、209、移動規制ピン210、回動軸211、及び規制突起212で構成される。
図1に示すカム筒906が回転した場合、規制突起212(他の2つの規制突起は不図示)が図1に示す直進固定枠905によって回転規制される。また、カム筒906が回転した場合、カムピン203、204、及びガタ調整カムピン206がカム筒906のカム溝に沿って移動する。これにより、絞りユニット200は、光軸方向に移動する。また、摺動シャフト207、208、209、移動規制ピン210、及び回動軸211は、3群ユニット300によるぶれ補正を実現するために用いられている。詳細については後述する。
3群ユニット300は、3群枠301、ヨーク302、303、マグネット304、305、位置検出センサ用マグネット306、遮光シート307、308、レンズL8、L9、L10、L11で構成される。
3群ユニット300は、絞りユニット200に設けられる不図示のコイルとマグネット304、305との間で生じる相互作用により、交換レンズ900の光軸と垂直な面内で移動できる。つまり、レンズL8〜L11は、レンズ内におけるぶれ補正機能を実現している。
具体的には、図2Bに示すように、3群ユニット300は、摺動シャフト207、208、不図示の摺動シャフト209により交換レンズ900の光軸方向の移動を規制されている。また、図2Cに示すように、3群ユニット300は、回動軸211を軸として、交換レンズ900の光軸に垂直な面内で移動する。また、移動規制ピン210は、3群ユニット300に設けられた孔に挿通されている。これにより、3群ユニット300の、交換レンズ900の光軸に垂直な面内での移動範囲は、3群ユニット300に設けられた孔の大きさにより制限されている。このような構成により、3群ユニット300は、交換レンズ900の光軸に垂直な面内において、規制された範囲内で移動できる。より具体的には、3群ユニット300は、回動軸211を基準として、D1−D2方向に並進移動でき、D3−D4方向に回動移動できる。
また、図2Aに示すように、レンズL8は、調心レンズとして、3群ユニット300全体の光学調整に用いられる。つまり、3群ユニット300には、より高い光学性能を持たせられる。本実施の形態では、4枚のレンズを含む3群ユニット300全体をぶれ補正に用いている。そのため、交換レンズ900全体のぶれ補正の性能は比較的高くなっている。
また、3群ユニット300は、4枚のレンズL8〜L11を保持している。3群枠301は、4枚のレンズL8〜L11を保持するため、像面側に突出するような形状となっている。
4群ユニット400は、4群枠401、フォーカスラックピン402、フォーカスラックバネ403、フォーカスラック404、シャフト405、406、フォーカスモータ407、ビス408、409、410、フォトインタラプタ411、及びレンズL12で構成される。
フォーカスモータ407は、絞りユニット200に対して、ビス408,409、410で固定される。シャフト405、406は、絞りユニット200に設けられた不図示の孔に圧入される。4群ユニット400の4群枠401は、シャフト405、406により、光軸方向への移動が可能に支持される。また、4群枠401は、シャフト405、406により、交換レンズ900の光軸と垂直な面内での移動を規制される。また、4群枠401は、フォーカスモータ407の駆動力により、交換レンズ900の光軸方向に移動される。
[3.3−4群ユニット903の具体的構成]
次に、3−4群ユニット903の具体的構成について図3A〜図5を用いて説明する。図3Aは、像面側から見た3−4群ユニット903の斜視図、図3Bは、像面側から見た3−4群ユニット903の平面図、図4は、3群ユニット300を説明するための斜視図、図5は、4群ユニット400を説明するための斜視図である。
図3A、図3Bに示すように、3−4群ユニット903は、絞りユニット200、3群ユニット300、4群ユニット400、及びシャフト保持部500を有する。また、3−4群ユニット903において、3群ユニット300の接着溜まり301aと、4群ユニット400の貫通孔401aとは、対応した位置に設けられている。また、3群ユニット300の不図示の接着溜まり301bと、4群ユニット400の不図示の貫通孔401bとは、対応した位置に設けられている。また、3群ユニット300の接着溜まり301cと、4群ユニット400の貫通孔401cとは、対応した位置に設けられている。
図4に示すように、3群ユニット300は、3群枠301上に各部品を組み付けることで構成されている。3群枠301は、接着溜まり301a、301b、301cを有している。接着溜まり301a、301b、301cは、レンズL11の径方向に突出した位置に設けられている。接着溜まり301a、301b、301cは、レンズL11との間に窪みを形成する。接着溜まり301a、301b、301cに、レンズL11を載置し、接着剤を注入することで、レンズL11は、3群枠301に保持される。レンズL11は、接着材により3群枠301に固定されることで、カシメ固定される場合と比較して、レンズL11の光学性能をより高く維持できる。また、3群枠301は、接着溜まり301a、301b、301cを確保しつつ、それ以外の部分を像面側により突出しないようにしている。
図5に示すように、4群ユニット400は、4群枠401上に各部品を組み付けることで構成されている。4群枠401は、貫通孔401a、401b、401cを有している。上述したように、貫通孔401a、401b、401cは、4群ユニット400が3群ユニット300に対して組み付けられた状態で、それぞれ接着溜まり301a、301b、301cと対応した位置に配置される。なお、3群ユニット300は、交換レンズ900の光軸と垂直な面内で移動できる。したがって、3群ユニット300の移動範囲を、貫通孔401a、401b、401cで規制しないよう各貫通孔の大きさが調整されている。
また、4群枠401には、レンズL12が接着材により固定されている。また、4群枠401には、シャフト405、及びシャフト406が挿通されている。4群枠401は、シャフト405、及びシャフト406に沿って移動できる。4群枠401には、フォーカスモータ407が取り付けられている。4群ユニット400は、フォーカスモータ407から得られる動力によって、交換レンズ900の光軸方向に移動できる。
[4.3群枠301の具体的構成]
3群枠301の具体的構成について図6A、図6Bを用いて説明する。図6Aは、被写体側から見た3群枠301及びレンズL8の斜視図、図6Bは、レンズL8〜L11を組みつけられた3群枠301の断面図である。
図6Bに示すように、3群枠301は、レンズL8〜L11を保持する。交換レンズ900は、3群枠301におけるレンズの敏感度が高くなるように光学設計されている。そのため、3群枠301は、単体でレンズの傾きを調整することや調芯することができるように構成されている。本実施の形態においては、レンズL8は、ヨー方向の回転軸上の位置、ピッチ方向の回転軸上の位置、及び交換レンズ900の光軸上の位置に関して調整される。また、レンズL8は、ヨー方向の傾き、ピッチ方向の傾きに関して調整される。つまり、レンズL8は、5軸方向に調整された上で、3群枠301に接着固定される。なお、必ずしもこのような構成には限られない。例えば、レンズL8は、光軸周りの傾きに関しても調整されてもよい。
図6Aに示すように、3群枠301は、接着溜まり301g、301h、301iを有している。接着溜まり301g、301h、301iは、レンズL8が3群枠301に組み付けられた状態で、レンズL8の径方向に突出した位置に設けられている。接着溜まり301g、301h、301iは、レンズL8が3群枠301に組み付けられた状態で、レンズL8との間に窪みを形成する。接着溜まり301g、301h、301iと、レンズL8との間に形成された窪みに接着剤が注入されることで、レンズL8は、3群枠301に対して接着固定される。より具体的には、レンズL8の側面と、接着溜まり301g、301h、301iとが接着剤を介して接着される。
また、接着溜まり301g、301h、301iと、レンズL8との間に形成された窪みの底辺を形成する接着受け面301j、301k、301lは、レンズL8が3群枠301に組み付けられた際に、レンズL8の側面の範囲内に収まる位置に設けられている。別の言い方をすれば、接着受け面301j、301k、301lは、レンズL8の裏面よりも表面側であって、レンズL8の側面の範囲内に位置される。このような構成により、接着剤がレンズL8の裏面側に回り込む可能性を低減している。接着剤がレンズL8の裏面側に回り込むと、レンズL8が傾いてしまう恐れがあるからである。言い換えると、接着剤がレンズL8の裏面側に回り込むと、レンズL8がチルト誤差を生じてしまう恐れがあるからである。
また、3群枠301は、座面301d、301e、301fを有している。本実施の形態においては、座面301d、301e、301fにレンズL8を一度当接させることで、レンズL8のヨー方向の傾き、及びピッチ方向の傾きが調整される。言い換えると、レンズL8のチルト方向の2軸の調整が行われる。具体的な調整方法に関しては後述する。また、接着溜まり301g、301h、301iと、座面301d、301e、301fとは、交換レンズ900の光軸の周方向において、異なる位置に配置されている。言い換えると、接着溜まり301g、301h、301iと、座面301d、301e、301fとは、交換レンズ900の光軸の周方向において、位相がずれている。このような構成により、接着溜まり301g、301h、301iに注入した接着剤が、座面301d、301e、301fに回り込み、レンズL8が傾いてしまう恐れを低減できる。言い換えると、レンズL8がチルト誤差を生じる可能性を低減できる。
[5.レンズL8の固定方法]
3群枠301に対してレンズL8を接着固定する際の方法について図7〜図12を用いて説明する。図7は、3群枠301に対してレンズL8を接着固定する際の工程フローを示すフローチャートである。図8は、レンズL9〜L11が組み付けられた3群枠301と、レンズL8とを準備した状態を示す模式図である。図9は、レンズL9〜L11が組み付けられた3群枠301に対して、レンズL8を当接した状態を示す模式図である。図10は、レンズL8を3群枠301に対して当接した状態において、接着溜まり301gに接着剤を注入した状態を示す模式図である。図11は、接着溜まり301gに接着剤を注入した状態で、レンズL8の光軸方向の位置を調整している状態を示す模式図である。図12は、レンズL8の光軸方向の位置を調整した後に、接着剤を硬化させた状態を示す模式図である。
まず、レンズL8と、レンズL9〜L11が組み付けられた3群枠301とが準備される(S100)。ステップS100における状態は、図8に示すような状態である。つまり、レンズL9〜L11が組み付けられた3群枠301が、座面301d、座面301e、座面301fが上を向くような状態で設置される。また、3群枠301の上方にレンズL8が準備される。
ステップS100の準備が終わると、レンズL8は、座面301d、301e、301fに当接される(S110)。ステップS110における状態は、図9に示すような状態である。つまり、レンズL8が、座面301d、301e、301fに当接することで、レンズL8のヨー方向の傾き、及びピッチ方向の傾きが調整される。言い換えると、レンズL8のチルト方向の2軸が調整される。
ステップS110における傾き調整が終わると、接着溜まり301g、301h、301iに接着剤が注入される(S120)。ステップS120における状態は、図10に示すような状態である。つまり、接着剤は、接着溜まり301g、301h、301iと、レンズL8の側面とを接着する。
ステップS120における接着剤の注入が終わると、レンズ調整機が、光軸方向にレンズL8を平行移動させる(S130)。これにより、交換レンズ900の光軸上の位置が調整される。ステップS130における状態は、図11に示すような状態である。なお、レンズL8が座面301d、301e、301fに当接した状態におけるレンズL8のヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きとが、ステップS130におけるレンズL8のヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きと実質的に同一となる。また、レンズL8が光軸方向に平行移動されることで、レンズL8と、座面301d、301e、301fとの間には、隙間が形成される。
ステップS130におけるレンズL8の光軸上の位置の調整が終わると、レンズ調整機が、光軸に垂直な面内でレンズL8を移動させる(S140)。これにより、レンズL8の光軸に垂直な面内での位置が決まる。
ステップS140におけるレンズL8の光軸に垂直な面内での位置の調整が終わると、紫外線により接着剤が硬化される(S150)。ステップS150における状態は、図12に示すような状態である。この状態においても、ステップS130における状態と同様、レンズL8が座面301d、301e、301fに当接した状態におけるレンズL8のヨー方向の回転軸の傾きと、ピッチ方向の回転軸の傾きとが、ステップS140におけるレンズL8のヨー方向の回転軸の傾きと、ピッチ方向の回転軸の傾きと実質的に同一となる。また、レンズL8と、座面301d、301e、301fとの間には、隙間が形成される。
[6.効果等]
このように、本実施の形態に係る3群ユニット300は、レンズL8と、3群枠301とを備える。3群枠301は、座面301d、301e、301fを有し、レンズL8を保持する。また、レンズL8を座面301d、301e、301fに当接させた状態におけるレンズL8のヨー方向の回転軸の傾きと、ピッチ方向の回転軸の傾きとが、レンズL8が3群枠301に保持された状態におけるレンズL8のヨー方向の回転軸の傾きと、ピッチ方向の回転軸の傾きと実質的に同一となる。また、レンズL8と座面301d、301e、301fとの間には隙間が形成されている。
これにより、3群枠301は、レンズL8の傾きを精度高く調整できる。
また、本実施の形態に係る3群枠301は、レンズL8に対してレンズL8の径方向に突出した位置に設けられる接着溜まり301g、301h、301iをさらに有する。また、接着溜まり301g、301h、301iは、レンズL8との間に窪みを形成する。また、3群枠301は、接着溜まり301g、301h、301iに接着剤が注入されることで、レンズL8を保持する。
これにより、3群枠301は、レンズL8の位置を調整する際に、接着剤が硬化するまでの間、精度高く最後の位置決めを行える。
また、本実施の形態に係る3群枠301に設けられた接着溜まり301g、301h、301iは、座面301d、301e、301fを有する。座面301d、301e、301fは、レンズL8の光軸に平行な方向において、レンズL8の側面の範囲内に設けられている。
これにより、3群枠301は、レンズL8の裏面に接着剤が回り込む恐れを低減できる。
また、本実施の形態に係る3群枠301は、少なくとも座面301d、301e、301f、並びに、少なくとも接着溜まり301g、301h、301iを有する。また、座面301d、301e、301f、並びに接着溜まり301g、301h、301iは、それぞれレンズL8の光軸の周方向において異なる位置に設けられている。
これにより、接着溜まり301g、301h、301iに注入された接着剤が、座面301d、301e、301fの下方に流れ込む恐れを低減できる。
また、本実施の形態に係る3群ユニット300の製造方法においては、レンズL8と、3群枠301とが準備される。ここで、3群枠301は、座面301d、301e、301fを有する。3群枠301は、レンズL8を保持する。また、座面301d、301e、301fに、レンズL8が当接される。そして、レンズL8は、座面301d、301e、301fから遠ざける方向に平行移動される。
これにより、3群ユニット300の製造方法は、3群枠301におけるレンズL8の、ヨー方向の傾き、ピッチ方向の傾き、及び光軸上の位置を比較的精度高く調整できる。
また、本実施の形態に係る3群ユニット300の製造方法においては、レンズL8を座面301d、301e、301fから遠ざける方向に平行移動させる際に、レンズL8のヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きとを実質的に変更しない。
これにより、3群ユニット300の製造方法は、3群枠301におけるレンズL8の、ヨー方向の傾き、ピッチ方向の傾き、及び光軸上の位置を比較的精度高く調整できる。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、レンズ鏡筒に関して利用できる。レンズ鏡筒は、カメラに着脱可能な交換レンズ、カメラに固定されるレンズ鏡筒ユニット、車載カメラに固定されるレンズ鏡筒ユニット、監視カメラに固定されるレンズ鏡筒ユニット、プロジェクタに取り付けられるレンズ鏡筒ユニット等に適用される。
200 絞りユニット
300 3群ユニット
201 絞りベース枠
202 絞りカバー
203 カムピン
204 カムピン
205 カムピンバネ
206 ガタ調整カムピン
207 摺動シャフト
208 摺動シャフト
209 摺動シャフト
210 移動規制ピン
211 回動軸
212 規制突起
301 3群枠
301a 接着溜まり
301b 接着溜まり
301c 接着溜まり
301d 座面
301e 座面
301f 座面
301g 接着溜まり
301h 接着溜まり
301i 接着溜まり
301j 接着受け面
301k 接着受け面
301l 接着受け面
302 ヨーク
303 ヨーク
304 マグネット
305 マグネット
306 位置検出センサ用マグネット
307 遮光シート
308 遮光シート
400 4群ユニット
401 4群枠
401a 貫通孔
401b 貫通孔
401c 貫通孔
401d 接着溜まり
402 フォーカスラックピン
403 フォーカスラックバネ
404 フォーカスラック
405 シャフト
406 シャフト
407 フォーカスモータ
408 ビス
409 ビス
410 ビス
411 フォトインタラプタ
500 シャフト保持部
900 交換レンズ
901 1群ユニット
902 2群ユニット
903 3−4群ユニット
904 5群ユニット
905 直進固定枠
906 カム筒
907 外装ユニット

Claims (6)

  1. レンズと、
    座面を有し、前記レンズを保持する保持枠と、を備え、
    前記レンズを前記座面に当接させた状態における前記レンズのヨー方向の傾きと、ピッチ方向の傾きとが、前記レンズが前記保持枠に保持された状態における前記レンズの前記ヨー方向の傾きと、前記ピッチ方向の傾きと実質的に同一となり、
    前記レンズと前記座面との間には隙間が形成されている、
    レンズ保持構造。
  2. 前記保持枠は、前記レンズに対して前記レンズの径方向に突出した位置に設けられ、前記レンズとの間に窪みを形成する接着溜まりをさらに有し、前記接着溜まりに接着剤が注入されることで、前記レンズを保持する、
    請求項1に記載のレンズ保持構造。
  3. 前記接着溜まりは、前記窪みの底辺を形成する接着受け面を有し、
    前記接着受け面は、前記レンズの光軸に平行な方向において、前記レンズの側面の範囲内に設けられている、
    請求項2に記載のレンズ保持構造。
  4. 前記保持枠は、少なくとも3つの前記座面と、少なくとも3つの前記接着溜まりと、を有し、
    前記座面と、前記接着溜まりとは、それぞれ前記レンズの光軸の周方向において異なる位置に設けられている、
    請求項2に記載のレンズ保持構造。
  5. レンズと、座面を有し、前記レンズを保持する保持枠と、を準備し、
    前記座面に前記レンズを当接させ、
    前記レンズを前記座面から遠ざける方向に平行移動させる、
    レンズ保持構造の製造方法。
  6. 前記レンズを前記座面から遠ざける方向に平行移動させる際に、ヨー方向の傾きと、ピッチ方向の回転軸の傾きとを実質的に変更しない、
    請求項5に記載のレンズ保持構造の製造方法。
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