WO2012128203A1

WO2012128203A1 - レンズ装置

Info

Publication number: WO2012128203A1
Application number: PCT/JP2012/056834
Authority: WO
Inventors: 俊一郎大内
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2012-09-27
Also published as: JP5480445B2; US20140022652A1; CN103460100B; CN103460100A; JPWO2012128203A1; US8743472B2

Abstract

　開口部１０Ａおよび開口部１２Ａに調整用治具２を挿入し、補正レンズ２６を保持する内側レンズ枠４０に設けられたネジを回転させる。上記ネジの回転に伴って、内側レンズ枠４０の先端が光軸に向かう方向、または、補正レンズ２６の径方向外側に移動する。これにより、内側レンズ枠４０が、それぞれ光軸に向かう方向、または、補正レンズ２６の径方向外側に移動されて、補正レンズ２６の傾きが小さくなる。

Description

レンズ装置

　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。

　特許文献１には、ビスを緩めることでレンズ保持枠、すなわちレンズ群の偏芯調整を無段階的に行うことができる一方、ビスの緩め量または締め付け量を変えることでレンズ群に対する倒れ調整を無段階的に行うことができるレンズ鏡胴が開示されている。

　しかしながら、特許文献１に記載されているようにビスを用いて倒れの調整を行う場合には、光学系の前方または後方に位置するレンズに対してしか調整を行うことができない。

　これに対し、特許文献２および３には、鏡胴に形成された孔からドライバー等の治具を挿入し、レンズ枠に螺合されたネジまたはピンを回すことでレンズの傾きや偏芯を調整することが記載されている。これにより、レンズ鏡胴を分解せずに、光学系の途中に配設されたレンズについても、レンズの傾きや偏芯を簡単に調整できる。

特開２００２－１９６２０４号公報特開２００４－１８４７４４号公報特開２０００－６６０７６号公報

　しかしながら、特許文献２においては、皿ネジで直接枠を押すことによりレンズを傾斜させるため、皿ネジの螺合量によっては皿ネジの操作が重くなるという問題がある。

　また、特許文献２においては、弾性変形が可能となるように薄肉部を形成し、薄肉部を介してレンズ群を取り付けている。したがって、衝撃等によりレンズ群の取り付けに不具合が生じる可能性がある。また、経時的に薄肉部の根元が劣化し、レンズ群の取り付けに不具合が生じる可能性がある。

　特許文献３においては、偏芯ネジを回してレンズ枠を光軸方向に移動させることで傾き補正を行う。このため、傾き補正を行うとレンズ群が光軸方向に移動してしまうという問題がある。また、光軸方向の移動量に比べて径方向の移動量が小さく、倒れの調整が容易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、レンズ群を光軸方向に移動させることなく、倒れの調整が容易な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、内部にレンズ群が支持された略円筒形の第１のレンズ枠と、前記第１のレンズ枠の外周より内径が大きい円筒部を有する第２のレンズ枠と、前記第１のレンズ枠に取り付けられる環状部材と、前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠との間に配設された弾性部材と、前記第２のレンズ枠が固定された筒体とを備え、前記環状部材と前記弾性部材とで前記第２のレンズ枠を挟みこむことにより、前記円筒部が前記第１のレンズ枠を覆うように前記第２のレンズ枠が前記第１のレンズ枠に取り付けられ、前記第１のレンズ枠または前記第２のレンズ枠には、光軸を含む面内において前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠とが円周状に接触するように凸部が形成され、前記第２のレンズ枠には、光軸を含む面内において前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠とが接触する位置から所定の距離だけ離れた位置に、該第２のレンズ枠を径方向に貫通するネジ孔が形成され、前記ネジ孔には、前記第１のレンズ枠の外周面を押圧可能なネジが螺合される。

　上記の態様に係るレンズ装置によれば、内部にレンズ群が支持された略円筒形の第１のレンズ枠に取り付けられる環状部材と、前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠との間に配設された弾性部材とで第２のレンズ枠を挟みこむことにより、第２のレンズ枠が第１のレンズ枠に取り付けられる。第２のレンズ枠には、光軸を含む面内において第１のレンズ枠と第２のレンズ枠とが接触する位置から所定の距離だけ離れた位置にネジ孔が形成される。ネジ孔に螺合されたネジによって、第１のレンズ枠の外周面が押圧される。これにより、第１のレンズ枠が、第２のレンズ枠と接触する位置を基点に回転し、第１のレンズ枠、すなわちレンズ群の傾きを補正することができる。

　上記の態様に係るレンズ装置においては、前記ネジ孔が、略９０度間隔で４か所形成されていてもよい。これにより、略９０度間隔、例えば、上下左右の４か所で倒れの調整をすることができる。

　上記の態様に係るレンズ装置においては、前記筒体には、前記ネジ孔が露出されるような第１の開口部が形成されていてもよい。

　これにより、第１の開口部を介してネジ孔が露出される。したがって、レンズ装置を分解することなく、開口部から治具等を用いてネジの螺合量を調整することができる。

　上記の態様に係るレンズ装置においては、前記レンズ群が、前記筒体の回動に伴い光軸方向に移動されるようにしてもよい。すなわち、筒体の回動に伴い光軸方向に移動する移動レンズ群に対して傾き調整が行われる。この場合には、回動する筒体の外に回動しない筒体が配設される場合があるが、回動しない筒体にも開口部が必要となる。

　本発明によれば、レンズ群を光軸方向に移動させることなく、倒れの調整が容易となる。

本発明の一実施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別の形態の部分拡大図

　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、本発明の一実施形態に係るテレビカメラ用撮影レンズのレンズ鏡胴の概略図である。図１は、レンズ鏡胴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いる。フォーカスレンズ群２０は、フォーカス鏡胴３２に支持される。フォーカス鏡胴３２は、環１４を介して本体環１０に光軸Ｐの前後方向に移動自在に支持されている。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る。これにより、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。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、変倍レンズ２４と補正レンズ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は内側レンズ枠４０に保持される。内側レンズ枠４０は外側レンズ枠４２に取り付けられる。外側レンズ枠４２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、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が回動され、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る。これにより、ズーム調整が行われる。

　マスターレンズ群２８は、光軸Ｐ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Ｐ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。

　マスターレンズ群２８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可動のエクステンダ群３０を備えている。エクステンダ群３０はアーム３６の先端に配設される。アーム３６が回動されると、エクステンダ群３０が光軸Ｐから挿脱される。

　本実施の形態のレンズ鏡胴１は、補正レンズ２６の倒れを調整するための構成を有している。図２は、補正レンズ２６の倒れを調整する倒れ調整機構の詳細を示す拡大図である。倒れ調整機構は、レンズ鏡胴１の先端（または後端）からみて上下左右の４か所、略９０度おきに配設されている。図２では上（図１の上側）に配設された倒れ調整機構のみが図示されているが、下、左、右に配設されている倒れ調整機構も同様の構成となっている。なお、下、左、右に配設された倒れ調整機構については説明を省略する。

　内側レンズ枠４０は略円筒形の部材であり、内周面には補正レンズ２６が保持する爪４０Ａが形成されている。内側レンズ枠４０の外周面にはネジ部４０Ｂが形成される。また、内側レンズ枠４０の外周面には、ネジ部４０Ｂに隣接してリブ４０Ｃが形成されている。リブ４０Ｃの径方向外側（先端）には、断面Ｒ形状の凸部４０Ｄが形成されている。なお爪４０Ａ、ネジ部４０Ｂ、リブ４０Ｃは全周にわたって形成されていてもよいし、倒れ調整機構の配置位置（本実施の形態では上下左右）にそれぞれ形成されていてもよい。また、凸部４０Ｄは断面がＲ形状であればよく、その他の形状は限定されない。例えば、半円球形状の凸部を４個形成してもよいし、断面がＲ形状のリブを形成してもよい。

　内側レンズ枠４０の外周面のリブ４０Ｃに隣接する位置には、全周にわたって凹部４０Ｅが形成され、凹部４０Ｅには弾性部材４６が嵌入される。本実施の形態では、弾性部材４６としてＯリングを用いるが、これに限定されるものではない。

　外側レンズ枠４２は、内側レンズ枠４０の外径より大きな内径を有する略円筒形の本体部４２Ａと、本体部４２Ａから上下方向に突出するように形成された突出部４２Ｂを含んでいる。外側レンズ枠４２は、内側レンズ枠４０を覆うように配設される。また、突出部４２Ｂの径方向外側にはカムピン（図示せず）が嵌入される。

　本体部４２Ａの先端（図２において左側）近傍には、本体部４２Ａをその径方向に貫通するようにネジ孔４２ａが形成され、ネジ孔４２ａにはネジ４８が螺合される。ネジ４８の先端には、治具が挿入される穴４８Ａが形成される。ネジ孔４２ａは、倒れ調整機構の配置位置（本実施の形態では上下左右）にそれぞれ形成される。なお、ネジ孔４２ａの位置は、組立状態でネジ部４０Ｂ（または押え環４４）から可能な限り遠い位置、すなわち本体部４２Ａの先端近傍に形成することが望ましい。

　本体部４２Ａの後端（図２において右側）には、径方向内側に突出したリブ４２ｂが形成される。リブ４２ｂは、全周にわたって形成されていてもよいし、倒れ調整機構の配置位置（本実施の形態では上下左右）にそれぞれ形成されていてもよい。

　押え環４４は環状の部材であり、内周面にはネジ部４０Ｂと螺合可能なネジ部４４Ａが全周にわたって形成される。

　このように構成された倒れ調整機構は、以下のようにして組み立てられる。最初に、外側レンズ枠４２を本体環１０内に配設する。次に、外側レンズ枠４２の内部に内側レンズ枠４０を先端側（図２において左側）から挿入する。その後、押え環４４を後端側（図２において右側）から挿入してネジ部４０Ｂと螺合する。押え環４４の螺合は、リブ４０Ｃに突き当たるまで行われる。その結果、弾性部材４６は凹部４０Ｅの側面の壁とリブ４２ｂの側面とで押さえられて変形して、その反力によりリブ４２ｂが弾性部材４６と押え環４４とで挟みこまれる。これにより、内側レンズ枠４０が外側レンズ枠４２に取り付けられる。

　ネジ部４０Ｂは、組立状態において、押え環４４の先端（図２において左側）の位置が補正レンズ２６の主点の位置と略一致するように形成される。また、この組立状態では、外側レンズ枠４２は、凸部４０Ｄの先端にのみ当接する。したがって、図１および図２に示すような光軸を含む面において、内側レンズ枠４０と外側レンズ枠４２とは円周状に接触（円周状の線、または円周状に配列された複数の点で接触）している。

　このように構成された倒れ調整機構を用いて補正レンズ２６の倒れを調整する方法について説明する。カム筒１２を回転させて、本体環１０に形成された開口部１０Ａとカム筒１２に形成された開口部１２Ａとを一致させる（図１参照）。これにより、開口部１０Ａと開口部１２Ａとを介してネジ孔４２ａが露出される。

　開口部１０Ａおよび開口部１２Ａに調整用治具２を挿入し、調整用治具２の先端をネジ４８に形成された穴４８Ａに挿入してネジ４８を回転させる。ネジ４８の螺合量を増加させると、ネジ４８が径方向内側に移動し、それに伴い内側レンズ枠４０の先端近傍が光軸に向かう方向に移動される。

　内側レンズ枠４０は、外側レンズ枠４２と凸部４０Ｄの先端で接触している。したがって、ネジ４８によって内側レンズ枠４０の先端近傍が光軸方向に移動されると、内側レンズ枠４０が凸部４０Ｄの先端を支点に回動し、それに伴い補正レンズ２６も回動する。なお、内側レンズ枠４０の回動は、弾性部材４６が弾性変形することによって可能となる。また、押え環４４は外側レンズ枠４２に当接しているが、当接部分は固定されていないため、内側レンズ枠４０が微小角度だけ傾くだけの自由度は確保されている。

　図２においては、ネジ４８の螺合量が増加すると、内側レンズ枠４０が反時計回りに回動し、それに伴い補正レンズ２６が反時計回りに回動する。これにより、補正レンズ２６の光軸が光軸Ｐに対して斜め下方向になるように調整される。

　ネジ４８の螺合量を減少させると、ネジ４８が径方向外側に退避する。弾性部材４６の復元力によって内側レンズ枠４０が元に戻る方向に移動され、補正レンズ２６の光軸Ｐに対する傾きが小さくなる。

　倒れ調整機構はこのように構成されているため、内側レンズ枠４０が微小角度回動した場合にも、押え環４４の光軸方向の位置は変化しない。すなわち、補正レンズ２６は主点を略中心として傾きが調整される。したがって、補正レンズ２６は光軸方向に移動されず、倒れの調整を行っても画角は変更されない。

　また、ネジ孔４２ａと押え環４４との距離が離れているほど、より弱い力で補正レンズ２６の倒れの調整が可能である。また、ネジ孔４２ａと押え環４４との距離が離れているほど、ネジ４８の移動量に対して倒れ量（角度）が小さくなる。このため、倒れの調整を精度よく行うことができる。

　本実施の形態では、レンズ装置を分解することなく、治具等を用いてネジの螺合量、すなわちレンズ群の倒れ調整を行うことができる。また、レンズ群を光軸方向に移動させることなく、主点を中心にした倒れ調整を行うことができる。また、精密な倒れ調整を容易に行うことができる。

　なお、本実施の形態では、本体部４２Ａの先端（図２において左側）近傍にネジ孔４２ａを形成し、ネジ４８の螺合量が増加されると内側レンズ枠４０および補正レンズ２６が反時計回りに回動するが、倒れ調整機構の形態はこれに限られない。例えば、ネジの位置と回動の支点とを前後逆にし、ネジの螺合量が増加されると補正レンズ２６が時計回りに回動するようにしてもよい。

　図３は、倒れ調整機構の異なる形態を示す図である。内側レンズ枠４０－１は、先端（図３において左側）にネジ部４０Ｂ－１が形成され、ネジ部４０Ｂ－１に隣接してリブ４０Ｃ－１が形成される。外側レンズ枠４２－１の本体部４２Ａ－１の先端にはリブ４２ｂ－１が形成される。また、本体部４２Ａ－１の後端（図３において右側）近傍には、本体部４２Ａ－１を径方向に貫通するようにネジ孔４２ａ－１が形成され、ネジ孔４２ａ－１にはネジ４８が螺合される。

　外側レンズ枠４２－１を本体環１０内に配設し、外側レンズ枠４２－１の内部に内側レンズ枠４０－１を後端側から挿入し、押え環４４－１を先端側から挿入してネジ部４０Ｂ－１と螺合することにより、倒れ調整機構が組み立てられる。

　ネジ４８の螺合量が増加されると、凸部４０Ｄを支点として内側レンズ枠４０－１が時計回りに回動し、それに伴い補正レンズ２６が時計回りに回動する。これにより、補正レンズ２６の光軸が光軸Ｐに対して斜め上方向になるように調整される。ネジ４８の螺合量を減少させると、ネジ４８が径方向外側（図３の上側）に退避し、内側レンズ枠４０－１が元に戻る方向に移動される。これにより、補正レンズ２６の光軸の傾きが小さくなり、補正レンズ２６を微小角度だけ回動させることができる。

　なお、本実施の形態では、内側レンズ枠４０に凸部４０Ｄを形成して内側レンズ枠４０と外側レンズ枠４２とを接触させたが、外側レンズ枠４２に凸部を形成して内側レンズ枠４０と外側レンズ枠４２とを接触させるようにしてもよい。

　また、本実施の形態では、リブ４２ｂを倒れ調整機構の配置位置にそれぞれ形成したが、リブ４２ｂは少なくとも上下（または左右）の２か所に配設されていればよい。

　また、本実施の形態では、弾性部材にＯリングを用いたが、内側レンズ枠４０の回動時の緩衝となり、かつ内側レンズ枠４０と外側レンズ枠４２との両方から押しつけられるように配設可能であればこれに限定されない。例えば、凹部４０Ｅを無くし、ゴムパッキン等弾性を有する板状の部材を貼付するようにしてもよい。

　本実施の形態では、上下左右の位置関係となるように略９０度おきに４個の倒れ調整機構を配設したが、倒れ調整機構の数や配置はこれに限られない。倒れ調整機構は、４個以下であれば、２個でもよいし３個でもよい。２個の場合には略９０度の位置関係（例えば、上と横）に配設することが望ましい。３個の場合には、略１２０度間隔で配設することが望ましい。また、４個の場合においても、上下左右に配設する場合には限られない。しかしながら、上下、左右で別々に倒れを調整できように、上下左右の４か所に倒れ調整機構を配設することが最も望ましい。なお、倒れ調整機構を４個より多く配設したとしても、倒れ調整の精密さや容易さが向上しないため、４個より多く配設する意味はない。

　また、本実施の形態では、移動レンズである補正レンズ２６に倒れ調整機構を適用したが、倒れ調整機構を適用するのは補正レンズ２６に限られない。補正レンズ２６以外の移動レンズに適用してもよいし、光軸方向に移動しない固定レンズに適用してもよい。固定レンズの場合には、本体環等の筒体に開口部を設ける代わりに、長いネジを用いてネジを筒体から突出させてもよい。

　１：レンズ鏡胴、２：治具、１０：本体環、１２：カム筒、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、４０：内側レンズ枠、４２：外側レンズ枠、４４：押え環、４６：弾性部材、４８：ネジ

Claims

　内部にレンズ群が支持された略円筒形の第１のレンズ枠と、
　前記第１のレンズ枠の外周より内径が大きい円筒部を有する第２のレンズ枠と、
　前記第１のレンズ枠に取り付けられる環状部材と、
　前記第１のレンズ枠の外周に形成された凹部の側壁と前記第２のレンズ枠の内周側に突出したリブとの間に配設された弾性部材と、
　前記第２のレンズ枠が固定された筒体とを備え、
　前記環状部材と前記弾性部材によって前記第２のレンズ枠のリブを挟みこむことにより、前記円筒部が前記第１のレンズ枠の少なくとも一部を覆うように前記第２のレンズ枠が前記第１のレンズ枠に取り付けられ、
　前記第１のレンズ枠または前記第２のレンズ枠には凸部が形成されており、前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠とは該凸部において接触し、
　前記第２のレンズ枠には、前記レンズ群の光軸を含む面内において前記第１のレンズ枠と前記第２のレンズ枠とが前記凸部により接触する位置から所定の距離だけ離れた位置に、該第２のレンズ枠を径方向に貫通するネジ孔が形成され、
　前記ネジ孔には、前記第１のレンズ枠の外周面を押圧可能なネジが螺合される、レンズ装置。
　前記ネジ孔は、前記第２のレンズ枠の周方向に沿って略９０度間隔で４か所形成される、請求項１に記載のレンズ装置。
　前記筒体には、前記ネジ孔が露出されるような第１の開口部が形成される、請求項１または２に記載のレンズ装置。
　前記レンズ群は、前記筒体の回動に伴い光軸方向に移動される、請求項１から３のいずれかに記載のレンズ装置。