JP2005274837A

JP2005274837A - ズームレンズの偏芯調整方法

Info

Publication number: JP2005274837A
Application number: JP2004086303A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 佐藤　　賢一; Kazuhiko Onda; 和彦恩田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】２群構成又は３群構成のズームレンズの偏芯調整を簡単に精度よく行う。
【解決手段】ズームレンズ６０は、物体側より順にそれぞれ負、正、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３からなる。第２レンズ群Ｇ２には非球面レンズが設けられている。広角端から望遠端への変倍時には、第２レンズ群Ｇ２が、第１レンズ群Ｇ１との間隔を小さくする方向に移動する。偏芯調整を行う際には、像面の状態を観察しながら望遠端において第１レンズ群Ｇ１をチルト調整し、広角端において第３レンズ群Ｇ３をシフト調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、第２レンズ群に非球面を有する２群構成又は３群構成のズームレンズに好適な偏芯調整方法に関する。

デジタルスチルカメラ等に好適なコンパクトなズームレンズとして、第２レンズ群に非球面レンズが設けられた負、正の２群構成、及び負，正，正又は負，正，負の３群構成のズームレンズが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。このようなズームレンズでは、近年における撮像素子の高画素化に伴い、従来よりも優れた解像力が必要とされ、設計性能の向上とともにレンズの面精度や組み立て精度に対する高い水準が求められる。その一方で、レンズの構成枚数に応じた製造誤差の累積による偏芯の発生をなくすことも困難であることから、レンズの組み立て後に行う偏芯調整の良否が重要である。上述の２群構成又は３群構成のズームレンズの偏芯調整を行う場合、従来では、非球面を有する第２レンズ群を調整可能とし、偏芯に伴う性能劣化の影響が大きい非球面の光軸に対する位置ズレを解消することが一般的な手法とされていた。

特開２００３−２８７６７７号公報特開２００３−２２８００２号公報

しかしながら、非球面レンズを有する第２レンズ群は、調整後に外部から衝撃等が与えられたときに第２レンズ群が調整後の位置からズレを生じると、解像力が大きく低下するという問題がある。また、第２レンズ群の位置精度に対する性能変化の敏感さは、僅かな調整ミスで解像力が低下するとその修正が困難であり、調整作業に多大な時間を要するという問題がある。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、偏芯による性能劣化の感度が高い第２レンズ群を予め固定して、調整作業を容易にすることが可能なズームレンズの偏芯調整方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、物体側より順に、第１レンズ群、第２レンズ群を備えた２群構成、又はさらに第３レンズ群を備えた３群構成であって、前記第２レンズ群には非球面を有するレンズが設けられたズームレンズに対し、前記第１レンズ群をチルト調整する工程からなることを特徴とする。

また、前記チルト調整を望遠端で行うことにより、高倍率時における解像力を確保する。また、３群構成のズームレンズに対しては、広角端において前記第３レンズ群をシフト調整する工程を含むことを特徴とする。

前記第１レンズ群をチルト調整する手段を用いて前記第１レンズ群を光軸方向に移動させ、トラッキング調整を行う工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、非球面レンズを有する第２レンズ群を直接動かすことなく、非球面の偏芯による性能劣化を改善することができるので、第２レンズ群が調整後の位置からズレを生じることがない。また、第１レンズ群をチルト調整することは、第１レンズ群をシフト調整する場合と比べて撮影範囲の変化を小さくでき、ファインダとのパララックスが増大することを防ぐこともできる。３群構成のズームレンズにおいては、第３レンズ群を光軸と垂直な方向に移動させることにより、さらに精度の高い偏芯調整を行うことができるようになる。

図１において、レンズ鏡筒１０は、移動筒１１と中間筒１２と固定筒１３と駆動筒１４を備えている。レンズ鏡筒１０には、第１レンズ枠１６に保持された第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ枠１７に保持された第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ枠１８に保持された第３レンズ群Ｇ３が設けられている。

移動筒１１はカムピン２０を介して中間筒１２に支持され、第２レンズ枠１７がカムピン２１を介して中間筒１２に支持されている。駆動筒１４は、その外周面上に設けられたギア面１４ａにズームモータ２２の駆動力が伝達されることにより固定筒１３の回りを回転する。駆動筒１４の回転は中間筒１２に伝達され、中間筒１２は回転しながら光軸に沿って前後方向に移動する。移動筒１１は、中間筒１２の回転が伝達されることにより光軸に沿って前後方向に移動する。また、中間筒１２の回転により第２レンズ枠１７が前後方向に移動し、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間隔が変化してズーミングが行われる。

固定筒１３には、撮像素子２３が取付けられた支持板２５が固定されている。支持板２５には、送りネジ軸２６が回転自在に取り付けられている。送りネジ軸２６は、レンズ鏡筒１０の外部に設けられたフォーカスモータ２７の駆動力がギア２８〜３１を介して伝達されることにより回転する。送りネジ軸２６にはナット部材３２が螺合しており、送りネジ軸２６が回転するとその螺旋に沿ってナット部材３２が前後方向に移動するようになっている。第３レンズ枠１８は物体側に向けてバネ付勢されるとともに、ナット部材３２によって物体側への移動が規制されている。ナット部材３２が前後方向に移動すると第３レンズ枠１８が前後方向に移動し、第３レンズ群Ｇ３によるフォーカス調節が行われる。

図２において、第１レンズ枠１６は、移動筒１１の前端部に取付けられる。第１レンズ枠１６には、その外周面上にフランジ部３５が形成されている。第１レンズ枠１６は、移動筒１１の前端部に設けられた円形リブ３６の内側にフランジ部３５を嵌め込むように取付けられる。フランジ部３５には、２つの位置決め穴３７と、４つの差込穴３８が設けられている。位置決め穴３７は、移動筒１１に設けられた２つの位置決め突起３９と嵌合する。差込穴３８にはそれぞれ調整ネジ４０が差し込まれる。調整ネジ４０は、移動筒１１に設けられたネジ穴４１に取付けられる。

移動筒１１と第１レンズ枠１６の間には、リング状の弾性部材４２が設けられる。差込穴３８に差し込まれた調整ネジ４０は、弾性部材４２を介してネジ穴４１に取付けられ、これにより第１レンズ枠１６が移動筒１１に取付けられる。調整ネジ４０を強く締めると弾性部材４２が押しつぶされるように弾性変形し、差込穴３８とネジ穴４１とが接近する。また、調整ネジ４０を緩めると、差込穴３８がネジ穴４１から離れる。弾性部材４２が弾性変形した状態を維持しながら調整ネジ４０の締め付け強さを各箇所で変えることにより、第１レンズ枠１６を移動筒１１に対して傾けることができる。また、調整ネジ４０の締め付け強さを同じだけ変えることにより、第１レンズ枠１６を光軸に沿って平行移動することができる。

図３において、第３レンズ枠１８は、ガイド軸４５と補助軸４６とによって光軸に沿って前後方向にガイドされる。ガイド軸４５には、第３レンズ枠１８をレンズ鏡筒１０の前方に向けて付勢するバネ部材４７が設けられている。第３レンズ枠１８には、バネ部材４７を受けるためのバネ受け部１８ａが突出して設けられており、ガイド軸４５の前端部はバネ受け部１８ａに挿通される。ガイド軸４５の後端部は、ガイドブッシュ４８に圧入される。ガイドブッシュ４８は支持板２５に設けられた貫通口２５ａに遊挿され、その一部は支持板２５の後部側に突出する。ガイドブッシュ４８には、支持板２５の後部側からワッシャ５１、仮止めネジ５２が取付けられる。

図４において、仮止めネジ５２は、支持板２５の後部側から突出したガイドブッシュ４８に取付けられる。ワッシャ５１はガイドブッシュと仮止めネジ５２の間に取付けられる。支持板２５の後面には、貫通口２５ａの周囲にリブ５３が突出形成されている。リブ５３は、その内径がワッシャ５１の外径よりも小さく、ガイドブッシュ４８に取付けられた仮止めネジ５２が圧接される（図４（ａ））。貫通口２５ａはガイドブッシュ４８の外径よりも大きいため、貫通口２５ａとガイドブッシュ４８の間の遊びの範囲内でガイドブッシュ４８を光軸に対して垂直に移動することができる（図４（ｂ））。ガイドブッシュ４８を垂直移動させることで、ガイド軸４５が垂直移動し、第３レンズ枠１８を光軸と垂直な方向に移動することができる。

図５において、第１レンズ群Ｇ１ないし第３レンズ群Ｇ３から構成されるズームレンズ６０は、第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を有し、第２レンズ群Ｇ２が正の屈折力を有し、第３レンズ群Ｇ３が正の屈折力を有する。第１レンズ群Ｇ１は、像面側に凹面を向けたメニスカスの負レンズＬ１と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズＬ２とからなり、各レンズの屈折面は全て球面である。第２レンズ群Ｇ２は、両凸の正レンズＬ３と、両凹の負レンズＬ４と、物体側に凸面を向けたメニスカスの正レンズＬ５とからなる。第２レンズ群Ｇ２には、例えば正レンズＬ５の像面側に非球面を有している。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ６からなる。

絞りＳ１は、正レンズＬ２と正レンズＬ３との間に設けられ、変倍時には第２レンズ群Ｇ２と一体に移動する。ズームレンズ６０は、望遠端から広角端への変倍時に、第１レンズ群Ｇ１は固定され、第２レンズ群Ｇ２は第１レンズ群Ｇ１との間隔が大きくなるように移動する。また、変倍時に第３レンズ群Ｇ３が移動してフォーカス調節が行われる。

次に、ズームレンズ６０の偏芯調整を行う手順について説明する。まず、組み立ての完了したレンズ鏡筒１０を解像度チャートに正対させ、ズームレンズ６０を望遠端にセットする。フォーカス調節後、撮像素子２３に結像した解像度チャートの画像をモニタで確認する。なお、モニタには像面の周辺四隅の結像状態を示す画像が出力される。像面周辺の結像状態に差がある片ボケを生じている場合や、チャート画像の鮮鋭度が所定の基準を下回る場合には偏芯が存在することになり、これらを除去する調整作業が行われる。

第１レンズ枠１６は、移動筒１１に対して調整ネジ４０が完全に締められた状態で取り付けられている。ここで、モニタの画像を確認しながら特定の調整ネジ４０を緩めることにより第１レンズ群Ｇ１を傾けてチルト調整する。第１レンズ群Ｇ１の光軸は、調整ネジ４０を緩める前と比較して傾けられ、像面における結像状態が変化する様子がモニタに映し出される。ズームレンズ６０は望遠端にセットされているため、第１レンズ群Ｇ１を傾けた大きさに対する結像状態の変化量、すなわち調整感度が高くなる。モニタを観察しながら４つの調整ネジ４０のうち緩めるべきものを選定し、像面の周辺四隅の結像状態が等しくなるように作業を行う。

第１レンズ群Ｇ１の調整作業が終了した後に第３レンズ群Ｇ３の調整が行われる。ズームレンズ６０を広角端にセットして、フォーカス調節がなされた後、像面の状態をモニタで確認する。ガイドブッシュ４８をガイド軸４５に対して垂直に動かすことにより、第３レンズ枠１８は、第３レンズ群Ｇ３すなわち正レンズＬ６の光軸に対して垂直に移動する。チャート画像の結像状態が良好になったとき、仮止めネジ５２とガイドブッシュ４８は接着剤により支持板２５に固定され、それ以降はガイドブッシュ４８を動かすことができなくなる。以上のようにして像面が最良の状態になるように偏芯調整がなされ、レンズ鏡筒１０の組み立てが終了する。

なお、上記実施形態では、第１レンズ群Ｇ１を傾けるための第１レンズ枠１８の４箇所に調整ネジ４０が設けられているが、これは３箇所でもよい。また、本発明の適用可能なズームレンズは、上記形態のものに限られない。

レンズ鏡筒の断面図である。移動筒と第１レンズ保持枠の斜視図である。第３レンズ枠とこれをガイドする機構の斜視図である。ガイド軸とガイドブッシュの断面図である。望遠端及び広角端のズームレンズの状態を示す平面図である。

符号の説明

１０レンズ鏡筒
１６第１レンズ枠
１７第２レンズ枠
１８第３レンズ枠
４０調整ネジ
４２弾性部材
４５ガイド軸
４８ガイドブッシュ
５２仮止めネジ
Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群

Claims

物体側より順に、第１レンズ群、第２レンズ群を備えた２群構成、又はさらに第３レンズ群を備えた３群構成であって、前記第２レンズ群には非球面を有するレンズが設けられたズームレンズに対し、前記第１レンズ群をチルト調整する工程からなることを特徴とするズームレンズの偏心調整方法。
前記チルト調整を望遠端で行うことを特徴とする請求項１記載のズームレンズの偏芯調整方法。
３群構成のズームレンズに対しては、広角端において前記第３レンズ群をシフト調整する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載のズームレンズの偏芯調整方法。
前記第１レンズ群をチルト調整する手段を用いて前記第１レンズ群を光軸方向に移動させ、トラッキング調整を行う工程を含むことを特徴とする請求項１ないし３にいずれか１つ記載のズームレンズの偏芯調整方法。