JP2002357755A - 光学装置 - Google Patents
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Abstract
軸調整の機構をコンパクトに組込んだ光学装置を提供す
ること。 【解決手段】1群レンズ26の内の背面側のG3レンズ
を枠体48によって保持した状態で前側レンズ鏡筒21
内に収納し、このレンズ鏡筒21の外周面上の凹溝40
上に光軸方向に沿って配列されたX軸方向カム53およ
びY軸方向カム63のカム面55、65にそれぞれ枠体
48のカムフォロア49、50を当接させ、X軸方向カ
ム53およびY軸方向カム63を回転して枠体48に保
持されているG3レンズをチルトさせて光軸合わせを行
なう。
Description
くに複数のレンズから成る群レンズを有する光学装置に
関する。
ルカメラ等において用いられているズーム機能付きの4
群インナーフォーカスズームレンズから成る光学装置を
示している。この装置はG1、G2、G3の3枚のレン
ズを備える1群レンズ1と、G4、G5、G6の3枚の
レンズを備える2群レンズ2と、G7、G8、G9の3
枚のレンズから成る3群レンズ3と、G10の単一のレ
ンズから成る4群レンズ4とから構成される。そして1
群レンズ1が前側鏡筒5内に収納保持され、これに対し
て2群レンズ2、3群レンズ3、および4群レンズ4が
後側のレンズ鏡筒6内に収納される。
レンズ2を支持する移動枠7と4群レンズ4を支持する
移動枠8とがあり、これらの移動枠7、8をガイドロッ
ド9によって移動可能に支持している。2群レンズ2は
ズームレンズであって、移動枠7をガイドロッド9によ
って前後方向に移動させることにより、ズーム動作が行
なわれる。これに対して4群レンズ4を取付けている移
動枠8をガイドロッド9によって前後方向に移動させる
と、フォーカス動作が行なわれる。
に光軸合わせのために後側のレンズ鏡筒6の前端側の外
周部に円周方向に120度離れた3個所の位置に取付け
座11が設けられ、これらの取付け座11に対してばね
12を外周側に備える調整ねじ13によってねじ込み調
整を行なうようにしている。すなわち120度離れた3
個所の調整ねじ13のねじ込み量によって、前側のレン
ズ鏡筒5を後側のレンズ鏡筒6の前端部に対してチルト
させ、これによって光軸を背面側に配されているCCD
から成る撮像素子15の中心部に一致させるようにして
いる。なおこの装置はその全体を覆う外筒14によって
覆われている。
装置においては、図11に示されるように光軸の調整の
ために前側のレンズ鏡筒5を後側のレンズ鏡筒6の前端
部に取付ける際に、調整ねじ13によってチルト調整し
ている。従ってこのために、取付け座11が後側のレン
ズ鏡筒6の外周面上に半径方向に突出することになる。
従ってレンズ鏡筒6の外径寸法が大きくなる。このこと
は必然的に外筒14の半径方向の寸法が大きくなること
を意味する。これによって小型化が妨げられていた。
たものであって、鏡筒の半径方向の寸法をより小さくす
るようにしたコンパクトな光学装置を提供することを目
的とする。
数のレンズから成る群レンズを有する光学装置におい
て、群レンズを構成する複数のレンズの内の1つのレン
ズを該群レンズ内の他のレンズに対して動かす調整手段
を設け、前記調整手段によって前記1つのレンズを動か
して光軸調整を行なうことを特徴とする光学装置に関す
るものである。
対物側の群レンズであってよい。また前記調整手段は前
記1つのレンズの光軸方向の位置を変更することなく該
1つのレンズの光軸に対する傾きを調整してよい。
を組合わせて構成される光学装置において、最も対物側
に位置する群レンズを構成する複数のレンズの内の背面
側のレンズを前記群レンズ中の他のレンズに対してチル
ト可能に取付け、前記背面側のレンズのチルト量を調整
することにより光軸合わせを行なうことを特徴とする光
学装置に関するものである。
も対物側に位置する群レンズのレンズ鏡筒に対して移動
可能になっており、前記レンズ鏡筒に設けられたカムに
対して前記背面側のレンズの枠体のカムフォロアが対接
することによりチルト量が調整されてよい。また前記レ
ンズ鏡筒の外周面上に周方向に延びる凹溝が形成され、
該凹溝にカムが配され、該カムを回転させると前記背面
側のレンズのチルト量が調整されてよい。また前記レン
ズ鏡筒の外周面上に周方向に延びる凹溝が形成され、該
凹溝に光軸に対して垂直な平面上のX軸方向の調整カム
とY軸方向の調整カムとを光軸方向に沿って取付け、前
記X軸方向の調整カムとY軸方向の調整カムとによって
前記背面側のレンズのX軸およびY軸に対するチルト量
を別々に調整してよい。また前記レンズ鏡筒の凹溝上に
取付けられているカムが円周方向の所定の位置に分割部
を有し、該分割部によって半径方向に弾性変形して拡径
可能であってよい。またレンズ鏡筒の凹溝上に取付けら
れているカムが円周方向に複数のセグメントに分割され
ており、前記凹溝上において結合されて組立てられてよ
い。また前記背面側のレンズの枠体の外周部上に突起状
のカムフォロアが設けられ、該カムフォロアが前記レン
ズ鏡筒の内周面に形成された軸線方向の条溝によって該
レンズ鏡筒の外周面上のカムと対接されてよい。
メラ等の撮影用のレンズの光学系において、光学性能を
達成するための調整としてのレンズの調芯を行なう場合
に、レンズ外筒内に設けた円筒状のレンズ鏡筒の内部に
レンズを保持する枠体を配し、該枠体に外周側に突出す
るように設けたアームをレンズ鏡筒の外周側に突出さ
せ、レンズ鏡筒の外周面上に配置した一対のリング状の
カムにそれぞれ設けた傾斜部に上記のアームを付勢さ
せ、上記一対のリング状のカムをそれぞれ回転させるこ
とによって光軸と直交する平面上においてX軸方向およ
びY軸方向の2軸方向にチルト調整を行なうようにした
調芯機構であって、とくにレンズ鏡筒の外周面上に2つ
のリング状のカムを光軸方向に並べて配置する構造であ
る。このような構造によって、2つのリング状のカムを
用いながら、光軸と直交する半径方向にはカム1つ分の
スペースがあれば上記の一対のリング状のカムを収納で
きるために、鏡筒全体としての外形を小型化することが
可能になる。
ンズの調芯の調整のために調整用部品の交換等の手間が
必要でなくなる。また調整の際に複雑な調整用設備を必
要としない。またレンズのチルトの回転中心を光軸上に
配置しており、構成レンズの光軸方向の移動がなく、シ
フト方向の変位もほとんど発生しないために、調整によ
るフランジバックのずれや周辺の光量落ち等の悪影響が
少なくなる。またとくにレンズ径の大きい前玉側のチル
トが必要な場合に、鏡筒の外径を大きくせずにしかも容
易に調芯の調整が可能になる。
よって説明する。図1は本発明の一実施の形態に係る光
学装置の全体の構成を示している。この装置はその外側
のハウジングを構成する筒状の外筒20を備えている。
そして外筒20内には前側のレンズ鏡筒21と後側のレ
ンズ鏡筒22とが光軸方向にその順序に配列されてい
る。そして後側のレンズ鏡筒22の内部には円周方向に
互いにほぼ180度離れた位置に一対のガイドロッド2
3が配されている。
2、G3から成る1群レンズ26が配されている。これ
に対して後側のレンズ鏡筒22内にはG4、G5、G6
から成る2群レンズ27と、G7、G8、G9から成る
3群レンズ28と、G10から成る4群レンズ29とが
収納されている。ここで2群レンズ27は移動枠31上
に保持されている。また4群レンズ29は移動枠32上
に取付けられている。そしてこれらの移動枠31、32
が上記ガイドロッド23によって光軸方向に移動される
ようになっている。これに対してG7、G8、G9から
成る3群レンズ28は後側のレンズ鏡筒22の中間位置
に設けられている仕切り壁33、34上に取付けられて
いる。
線フィルタ35、ローパスフィルタ36、撮像素子37
がこれらの順に光軸方向に沿って配列されている。ここ
で赤外線フィルタ35とローパスフィルタ36とによっ
て光学フィルタが構成される。撮像素子37はCCDか
ら構成される。
4、G5、G6から成る2群レンズ27はズームレンズ
を構成しており、移動枠31をガイドロッド23に沿っ
て移動させるとズーム動作が行なわれる。移動枠31を
前方に移動させるとワイドになり、移動枠32を後側に
移動させるテレになる。これに対して4群レンズ29は
フォーカスレンズを構成しており、移動枠32をガイド
ロッド23によって光軸方向に移動させると、フォーカ
ス動作が行なわれる。移動枠32を前方に移動させると
焦点距離が短くなり、移動枠32を後方に移動させると
焦点距離が長くなる。
説明する。とくに図2〜図5に示すように、ここでは前
側のレンズ鏡筒21内のG3レンズをチルトさせること
によって光軸合わせの調整を行なうようにしている。こ
の機構を以下に説明する。図5に示すように前側レンズ
鏡筒21の外周面上には周溝から成る凹溝40が形成さ
れている。またレンズ鏡筒21の内周面には円周方向に
90度ずつずれた位置に4本の半径方向に貫通する条溝
41が形成されている。また上記条溝41が形成されて
いるレンズ鏡筒21の内側の端部が座面42になってい
る。
ング状をなす板ばね45がこのレンズ鏡筒21内に収納
される。板ばね45は円周方向に90度ずつ離れた位置
にそれぞれ半円形に湾曲する湾曲片46を備え、これら
の湾曲片46がレンズ鏡筒21の内周面に形成されてい
る条溝41に受入れられるようになっている。
筒21内には上記G3レンズを保持する枠体48が収納
される。この枠体48はその外周面上にアーム状に突出
するX軸方向の一対のカムフォロア49とY軸方向の一
対のカムフォロア50とを備えている。これらのカムフ
ォロア49、50は上記レンズ鏡筒21の条溝41を半
径方向に貫通してこのレンズ鏡筒21の外周面の凹溝4
0に突出するようになっている。
って凹溝40上にはX軸方向のカム53とY軸方向のカ
ム63とが光軸方向に沿って配列されるようになってい
る。X軸方向のカム53は左右にそれぞれ突出部54を
備え、これらの突出部54の内側がカム面55に構成さ
れている。またその円周方向の所定の位置であって突出
部54上にはスリット56が形成され、このスリット5
6によって円周方向の一部が分断されている。そしてス
リット56を跨ぐように突出部54の両端にはボス57
が形成されている。そしてこれらのボス57を連結する
ように止め輪58が外周側から装着されるようになって
いる。
半径方向の180度ずつ離れた位置にそれぞれ屈曲部6
4が形成されるとともに、その内側がカム面65になっ
ている。また上記屈曲部64の一部がスリット66にな
っており、このスリット66においてカム63は円周方
向の一部が分断された状態になっている。そして上記ス
リット66を跨ぐようにボス67が形成され、このボス
67を止め輪68によって連結している。
に第1群レンズ26の取付け構造において、枠体48は
その外径が球面状を形成しており、その内側にG3レン
ズが固定されて取付けられる。レンズ鏡筒21は円筒状
の形状をなし、外周側が凹溝40から構成されており、
X軸方向カム53およびY軸方向カム63が円滑に回転
動作をする寸法になっている。これに対して鏡筒21の
内側はG3レンズの枠体48がスムーズに収納できる寸
法になっている。
貫通する4つの条溝41が光軸方向に延びており、これ
らの条溝41によって枠体48の外周面側に形成されて
いる4つのカムフォロア49、50を受入れるようにな
っている。枠体48のカムフォロア49、50と条溝4
1の幅方向の隙間の寸法を抑えてあり、これによってX
軸方向およびY軸方向のシフト動作や光軸方向(Z軸方
向)の回転が起らないようにしている。また上記X軸方
向のカム53およびY軸方向のカム63にはそれぞれ2
個所ずつのカム面55、65が形成されている。
63はその外周面上の円周方向の所定の位置に設けたス
リット56、66によって分断されている。しかもこれ
らのカム53、63はともに弾性を有する材料から形成
されている。従ってこれらのカム53、63にそれぞれ
軽い力を加えて拡径させる方向に撓ませた後もその機能
が損われない。
寸法よりも大きな寸法にカム53、63を撓ませ、これ
によってレンズ鏡筒21の凹溝40の両側の突部を乗越
え、この後カム53、63に加える力を解除することに
よって、X軸方向のカム53およびY軸方向のカム63
はレンズ鏡筒21の凹溝40内に収納される。そしてレ
ンズ鏡筒21の凹溝40内に組立てた後に、X軸方向の
カム53のスリット56を跨ぐボス57を止め輪58に
よって連結する。これによってカム53はリング状の形
状に固定される。Y軸方向のカム63についても、レン
ズ鏡筒21の凹溝40上に取付けられた後に、スリット
66によって分断されているボス67を止め輪68によ
って連結固定する。これによってX軸方向カム53とY
軸方向63とはレンズ鏡筒21の外周面上の凹溝40内
において光軸方向に配列された状態で取付けられる。
ンズの枠体48は板ばね45の外周部に設けられている
湾曲片46によって弾性的に光軸方向前方側に押圧さ
れ、これによってカムフォロア49、50がそれぞれX
軸方向のカム53のカム面55およびY軸方向のカム6
3のカム面65に押付けられる。これによってG3レン
ズの枠体48の位置および姿勢が決定される。
1の外周面上において光軸、すなわちZ軸を中心として
回転したときに、枠体48は図8に示すように光軸と直
交する平面内における水平方向、すなわちX軸方向に回
転する。なおカム面55の中間位置においては、X軸方
向の傾きが0になる。同様にY軸方向のカム63を鏡筒
21の外周面上において回転調整すると、図7に示すよ
うにカム63のカム面65の傾斜によって枠体48が光
軸に対して垂直な平面内における縦方向、すなわちY軸
を中心に回転する。なおここでもカム面65の中間位置
においては枠体48のY軸方向の光軸の傾きが0にな
る。なおX軸方向カム53の突出部54の内側のカム面
55は板ばね45の湾曲片46によって光軸方向に付勢
力が与えられ、これによってX軸方向カム53の浮きが
防止される。
軸(Z軸)と垂直な平面上におけるX軸方向およびY軸
方向の2方向の調整をX軸方向カム53とY軸方向カム
63の2つのリング状をなす部材の回転動作によって独
立にそれぞれ調整できるようにしている。従ってこれら
2つのリング状カム53、63の回転方向と回転角度を
組合わせることによって、1群レンズ26のG3レンズ
を他のレンズG1、G2に対してチルトさせ、光軸方向
の全方向への傾きの調整が可能になる。このような調整
によって、光軸が光学フィルタを構成する赤外線フィル
タ35およびローパスフィルタ36の中心部を通り、撮
像素子37の中心部に正しく結像させるように調整する
ことが可能になる。
の変形例はX軸方向カム53およびY軸方向カム63の
円周方向の2個所にそれぞれスリット56、66を形成
し、これによってこれらのカム53、63が180度ず
つに2分割できるようにしたものである。ここでそれぞ
れの分割位置においては、ボス57、67を連結させる
ための止め輪58、68を装着させることによって、円
形の状態に結合することができる。
図1に示すように組立てた後に調整のために調整部品の
交換等の手間を必要としない。また光軸の調整の際に複
雑な調整用設備を必要としない。さらに枠体48によっ
て保持されるG3レンズの中心が光軸上の所定の位置に
固定され、G3レンズが軸線方向に移動しない。従って
シフト方向の変位もほとんど発生せず、調整によるフラ
ンジバックのずれや周辺の光量落ち等の悪影響がない。
また光軸合わせのためのX軸方向カム53およびY軸方
向カム63がレンズ鏡筒21の外周面上の凹溝40上に
光軸方向に配列されているために、レンズ鏡筒21の半
径方向の寸法を大きくしないでしかも光軸調整を行なう
ための機構を組込むことが可能になる。
態および変形例によって説明したが、本願に含まれる発
明は上記実施の形態あるいは変形例によって限定される
ものではない。すなわち本願に含まれる技術的思想の範
囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態
は、ビデオカメラの光学装置に関するものであるが、本
願発明はビデオカメラ以外の各種の光学機器に広く適用
可能である。
ンズから成る群レンズを有する光学装置において、群レ
ンズを構成する複数のレンズの内の1つのレンズを該群
レンズ内の他のレンズに対して動かす調整手段を設け、
調整手段によって1つのレンズを動かして光軸調整を行
なうようにしたものである。
ンズを他のレンズに対して動かす調整動作を行なうこと
によって、光軸調整が行なわれるようになる。
を組合わせて構成される光学装置において、最も対物側
に位置する群レンズを構成する複数のレンズの内の背面
側のレンズをこの群レンズ中の他のレンズに対してチル
ト可能に取付け、背面側のレンズのチルト量を調整する
ことにより光軸合わせを行なうようにしたものである。
対物側に位置する群レンズを構成する複数のレンズの内
の背面側のレンズをこの群レンズ内の他のレンズに対し
てチルト動作させることによって光軸合わせが行なわれ
るようになり、対物側の群レンズを全体として動かすこ
となくしかも光軸合わせが行なわれるようになる。
線断面図である。
わせを示す斜視図である。
る。
ンズ(G4、G5、G6)、3‥‥3群レンズ(G7、
G8、G9)、4‥‥4群レンズ(G10)、5‥‥レ
ンズ鏡筒(前)、6‥‥レンズ鏡筒(後)、7、8‥‥
移動枠、9‥‥ガイドロッド、11‥‥取付け座、12
‥‥ばね、13‥‥調整ねじ、14‥‥外筒、15‥‥
撮像素子(CCD)、20‥‥外筒、21‥‥レンズ鏡
筒(前)、22‥‥レンズ鏡筒(後)、23‥‥ガイド
ロッド、26‥‥1群レンズ(G1、G2、G3)、2
7‥‥2群レンズ(G4、G5、G6)、28‥‥3群
レンズ(G7、G8、G9)、29‥‥4群レンズ(G
10)、31、32‥‥移動枠、33、34‥‥仕切り
壁、35‥‥赤外線フィルタ、36‥‥ローパスフィル
タ、37‥‥撮像素子、40‥‥凹溝(周溝)、41‥
‥条溝、42‥‥座面、45‥‥板ばね、46‥‥湾曲
片、48‥‥枠体、49‥‥カロフォロア(X軸方
向)、50‥‥カムフォロア(Y軸方向)、53‥‥X
軸方向カム、54‥‥突出部、55‥‥カム面、56‥
‥スリット、57‥‥ボス、58‥‥止め輪、63‥‥
Y軸方向カム、64‥‥屈曲部、65‥‥カム面、66
‥‥スリット、67‥‥ボス、68‥‥止め輪
Claims (10)
- 【請求項1】複数のレンズから成る群レンズを有する光
学装置において、 群レンズを構成する複数のレンズの内の1つのレンズを
該群レンズ内の他のレンズに対して動かす調整手段を設
け、 前記調整手段によって前記1つのレンズを動かして光軸
調整を行なうことを特徴とする光学装置。 - 【請求項2】前記1つのレンズを含む群レンズが対物側
の群レンズであることを特徴とする請求項1に記載の光
学装置。 - 【請求項3】前記調整手段は前記1つのレンズの光軸方
向の位置を変更することなく該1つのレンズの光軸に対
する傾きを調整することを特徴とする請求項1に記載の
光学装置。 - 【請求項4】複数の群レンズを組合わせて構成される光
学装置において、 最も対物側に位置する群レンズを構成する複数のレンズ
の内の背面側のレンズを前記群レンズ中の他のレンズに
対してチルト可能に取付け、 前記背面側のレンズのチルト量を調整することにより光
軸合わせを行なうことを特徴とする光学装置。 - 【請求項5】前記背面側のレンズの枠体が前記最も対物
側に位置する群レンズのレンズ鏡筒に対して移動可能に
なっており、前記レンズ鏡筒に設けられたカムに対して
前記背面側のレンズの枠体のカムフォロアが対接するこ
とによりチルト量が調整されることを特徴とする請求項
4に記載の光学装置。 - 【請求項6】前記レンズ鏡筒の外周面上に周方向に延び
る凹溝が形成され、該凹溝にカムが配され、該カムを回
転させると前記背面側のレンズのチルト量が調整される
ことを特徴とする請求項5に記載の光学装置。 - 【請求項7】前記レンズ鏡筒の外周面上に周方向に延び
る凹溝が形成され、該凹溝に光軸に対して垂直な平面上
のX軸方向の調整カムとY軸方向の調整カムとを光軸方
向に沿って取付け、前記X軸方向の調整カムとY軸方向
の調整カムとによって前記背面側のレンズのX軸および
Y軸に対するチルト量を別々に調整することを特徴とす
る請求項4に記載の光学装置。 - 【請求項8】前記レンズ鏡筒の凹溝上に取付けられてい
るカムが円周方向の所定の位置に分割部を有し、該分割
部によって半径方向に弾性変形して拡径可能であること
を特徴とする請求項6または請求項7に記載の光学装
置。 - 【請求項9】レンズ鏡筒の凹溝上に取付けられているカ
ムが円周方向に複数のセグメントに分割されており、前
記凹溝上において結合されて組立てられることを特徴と
する請求項6または請求項7に記載の光学装置。 - 【請求項10】前記背面側のレンズの枠体の外周部上に
突起状のカムフォロアが設けられ、該カムフォロアが前
記レンズ鏡筒の内周面に形成された軸線方向の条溝によ
って該レンズ鏡筒の外周面上のカムと対接されることを
特徴とする請求項6または請求項7に記載の光学装置。
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