JP2006072059A - レンズ鏡筒の偏心調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズの光軸と垂直な方向の位置の調整範囲を拡大するとともに任意の光軸位置への調整を可能にしたレンズ鏡筒の偏心調整装置を提供する。
【解決手段】 レンズ鏡筒の一部を構成するレンズ枠６１と、レンズ枠６１内に支持されるレンズ６と、レンズ６を光軸と垂直な方向に移動可能に支持する弾性部材７１と、一部がレンズ保持枠６４の周面に当接され、回動されたときにレンズ保持枠６４を光軸と垂直な方向に移動して偏心位置を調整する偏心コマ７２とを備える。レンズ６は弾性部材７１によって弾性支持された状態が保持されながら偏心コマ７２により光軸と垂直な方向の位置調整ができるため、偏心コマ７２の偏心範囲での調整が可能になり、かつ任意の光軸位置への調整が可能になる。
【選択図】 図３

Description

本発明はレンズ鏡筒内に内装したレンズの光軸をレンズ鏡筒の筒軸中心に対して偏心調整するための装置に関し、特にレンズの光軸を任意の位置に偏心調整することを可能にし、かつその調整範囲を拡大した偏心調整装置に関するものである。

カメラ等の光学機器に設けられるレンズ鏡筒では、内装支持している複数のレンズの中心位置、すなわち光軸位置がレンズ鏡筒の筒軸中心に一致するようにレンズの光軸位置を光軸と垂直な方向に調整する偏心調整を行う必要がある。なお、以降においてはレンズの光軸と垂直な方向の調整を偏心調整と称する。特に近年ではレンズ光学系の小型化に伴って光軸調整に要求される精度が厳しいものになっており、部品精度だけでは要求される光学性能を満足することが難しくなっている。これは個々の部品が公差内で製造されていても、組み立て誤差が累積し光学性能を満たすことができないためである。そのため、組み立て誤差を可及的に小さくするためにレンズ鏡筒を組み立てる際にレンズの偏心調整を行う必要があり、そのための偏心調整装置が提案されている。例えば、特許文献１では、レンズ鏡筒を構成している第１のレンズユニットのレンズ枠の内周面に対して第２のレンズユニットのレンズ枠の外周面を回転可能に保持した構成とし、第２のレンズユニットのレンズ枠を第１のレンズユニットのレンズ枠内で回転位置調整することで、第１のレンズユニットに対する第２のレンズユニットの偏心調整を行うものである。また、特許文献２では、レンズとこれを支持するレンズ枠との間に弾性部材を介在させ、レンズの周囲においてレンズ枠に螺合させた皿ビスの螺合量を調整することで皿ビスによる弾性部材の径方向の変形量を変化させ、レンズをレンズ枠内で径方向に位置調整して偏心調整するものである。
特開２００３−１６１８６８号公報 特開２００１−２０８９４６号公報

特許文献１の技術は第１のレンズ枠に対して第２のレンズ枠を回転させて偏心調整を行うため、調整可能な偏心位置は所定の円弧軌跡上の位置に限定されることになり、任意の光軸位置に調整することができない。また、レンズ枠とともにレンズを回転させるのでレンズの収差がレンズの回転に伴って変化されることがあり、これがレンズ鏡筒における光学特性に影響することがある。特許文献２の技術は任意に偏心調整でき、しかもレンズを回転させることもない点で特許文献１よりも優れているが、偏心調整が可能な範囲は皿ビスによって弾性部材を変形させる量であるため、弾性部材での変形量は大きくても数μｍのオーダであるため、それ以上の数ｍｍオーダの偏心調整を行うことが難しいという問題がある。また、特許文献２では、皿ビスの螺合量と弾性部材の変形量とを一義的に決めることが難しいため、皿ビスの螺合量がそのまま弾性部材の変形量になってレンズの偏心調整を行うことが難しく、高精度の偏心調整を行うことは困難である。

本発明の目的は、レンズの光軸位置の偏心調整範囲を拡大するとともに任意の位置への偏心調整を可能にし、しかも高精度の偏心調整を可能にしたレンズ鏡筒の偏心調整装置を提供するものである。

本発明は、レンズ鏡筒の一部を構成するレンズ枠と、レンズ枠内に支持されるレンズと、レンズ枠内においてレンズを光軸と垂直な方向に移動可能な状態で支持する弾性部材と、レンズ枠に設けられて一部がレンズの周面に当接され、操作されたときにレンズを光軸と垂直な方向に移動して偏心位置を調整する位置調整部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、レンズはレンズ枠内において光軸と垂直な方向に弾性支持されており、レンズ枠に設けた位置調整部材を操作してレンズをレンズ枠内において光軸と垂直な方向に位置調整する。レンズは弾性部材によって弾性支持された状態が保持されながら位置調整部材により光軸と垂直な方向の位置が規定されるため、レンズを位置調整部材の調整範囲と同じ大きな範囲での調整が可能になり、また位置調整部材による位置調整範囲での任意の光軸位置への調整が可能になる。また、位置調整部材により直接的に偏心量の調整が可能になり、高精度の偏心調整が可能になる。

本発明において、弾性部材はレンズ枠円周方向の複数箇所に配設されてレンズの径方向に変形可能な複数の弾性部材で構成され、レンズをレンズ枠内に径方向に移動可能に懸吊支持している構成とする。

本発明において、位置調整部材は径方向の寸法が変化調整可能な偏心コマで構成され、当該偏心コマはレンズ枠に光軸方向に螺合されるネジ部と、ネジ部と一体に形成されてネジ部の軸心に対して偏心した円柱部とで構成され、偏心コマの円柱部の円周面がレンズの外周面に径方向に当接されている構成とする。この場合、偏心コマは前記レンズ枠の円周方向に４等分した４箇所に配設されることが好ましい。あるいは、複数の弾性部材はレンズの光軸位置をレンズ枠に対して一つの径方向に付勢する構成とし、偏心コマは付勢された径方向に沿ったレンズ枠の円周領域において中心角が９０度となる２箇所に配設されることが好ましい。

本発明において、レンズは円筒状のレンズ保持枠内に固定保持され、レンズ保持枠において弾性部材によりレンズ枠に支持され、かつ位置調整部材がレンズ保持枠に当接して位置調整可能な構成とする。また、弾性部材は一端がレンズ枠に連結され、他端がレンズを支持しているレンズ保持枠に連結されたＳ字状またはこれに近い形状の弾性リボンで形成される構成とする。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明をカメラの撮影レンズに適用した実施例の断面図であり、レンズ鏡筒の光軸に沿った片側部分のみを図示している。ここでは撮影レンズはズームレンズとして構成されており、レンズ鏡筒は主鏡筒１と、この主鏡筒１の外周に手回動可能に嵌合したズームリング２と、前記主鏡筒１の内周に配設されて前記ズームリング２によって一体的に回動されるカム筒３とを備えている。前記主鏡筒１の先端側の内周には第１レンズ枠４１が内装され、前記カム筒３の内周には第２レンズ枠５１と第３レンズ枠６１が内装されている。これら第１ないし第３のレンズ枠４１，５１，６１にはそれぞれ第１ないし第３のレンズ４，５，６が支持されており、前記各レンズ枠４１，５１，６１はそれぞれ主鏡筒１内を光軸方向に沿って移動可能に支持されるとともに、前記カム筒３によって各光軸方向の移動位置が設定される。すなわち、前記カム筒３には３本のカム溝（図示せず）が形成されており、前記第１ないし第３のレンズ枠４，５，６にそれぞれ一体に設けられたカム片４２，５２，６２がそれぞれのカム溝に挿入されており、カム筒３が回転されたときにカム溝とカム片との係合によって各レンズ枠４１，５１，６１が光軸方向に移動されるものである。ここで、本実施例では第３のレンズ枠６１に偏心調整装置７が構成されており、この偏心調整装置７によって第３のレンズ枠６１に対して第３のレンズ６が偏心調整可能に支持されている。

図２は前記第３のレンズ６に設けた偏心調整装置７の部分分解斜視図、図３は光軸方向から見た正面図である。なお、図１は図３のＰ−Ｐ線に沿った部分の断面図であり、図３のＱ−Ｑ線に沿った部分の断面図を図４に示す。前記第３のレンズ枠６１は断面形状が横向きＬ字状をした円環枠として構成されており、その内面には絞り機構８の一部が設けられているとともに、環状をした内リブ６３が内径方向に向けて一体に突出形成されている。また、前記第３のレンズ６は周面に円環状のレンズ保持枠６４が嵌合され、このレンズ保持枠６４を介して前記第３のレンズ枠６１の内リブ６３の内周位置に配置されている。前記レンズ保持枠６４の外径寸法は前記内リブ６３の内径寸法よりも若干小さくされており、そのためレンズ保持枠６４の外周面と内リブ６３の内周面との間には径方向に１〜２ｍｍ程度の微小寸法の間隙が生じ、この間隙寸法だけ第３のレンズ枠６１内で第３のレンズ６の偏心調整が可能とされている。

前記偏心調整装置７は、前記第３のレンズ枠６１の円周方向に等配された４箇所の円周部にそれぞれＳ字型に曲げ形成されて径方向に弾性変形可能な弾性リボン７１が配設されており、これらの弾性リボン７１によってレンズ保持枠６４は第３のレンズ枠６１内に懸吊された状態で支持されている。すなわち、弾性リボン７１はゴムあるいは弾性のある樹脂を成形して形成したものであり、両端部のそれぞれに厚さ寸法を大きくした係止片７１ａ，７１ｂが一体に形成され、これら係止片の一方７１ａが前記レンズ保持枠６４の外周面に形成されたＴ字型の溝６５に嵌入され、他方７１ｂが前記第３のレンズ枠６１の内周面に形成されたＴ字型の溝６６に嵌入されている。このとき、各弾性リボン７１は自身の弾性により若干伸長した状態で嵌入されており、レンズ保持枠６４は円周４箇所において弾性リボン７１によってそれぞれ外径方向に引張された状態で第３のレンズ枠６１に対して弾性支持される。そのため、弾性リボン７１が長さ方向に弾性変形することでレンズ保持枠６４は第３のレンズ枠６１内で主鏡筒１の光軸と垂直な面方向に移動することが可能とされている。このレンズ保持枠６４が径方向に移動する量は前述のように内リブ６３の内径とレンズ保持枠６４の外径との差によって生じる間隙寸法である。

また、前記第３のレンズ枠６１には、前記弾性リボン７１を円周方向に挟む４の円周位置にそれぞれ内周面を外径方向に凹設した半円形の凹部６７が設けられてスペースが確保され、各凹部６７内のスペースに偏心コマ７２が配設されている。この偏心コマ７２は前記内リブ６３の正面に光軸方向に螺合されるネジ部７２ａと、このネジ部７２ａと一体に形成されてネジ部７２ａの軸心に対して中心が偏位された円柱部７２ｂとを備えており、主鏡筒１の光軸方向の一方の開口を通して前記内リブ６３の正面に光軸方向に螺合されている。前記偏心コマ７２の円柱部７２ｂの円周面は前記レンズ保持枠６４の外周面に当接されており、ネジ部７２ａを回動操作することにより円柱部７２ｂが偏心回動され、その偏心量だけレンズ保持枠６４を径方向に移動させることが可能にされている。

この偏心調整装置７では、図５に一部の偏心コマ７２を示すように、偏心コマ７２のネジ部７２ａを所定角度だけ回動操作すると、図５（ａ）に示すように、ネジ部７２ａと一体の円柱部７２ｂが偏心回動され、その円周面がレンズ保持枠６４の外周面を内径方向に押圧し、あるいは図５（ｂ）に示すように、当該外周面から外径方向に離れようとする。レンズ保持枠６４は内径方向に押圧されたときには当該偏心コマ７２を円周方向に挟む両側の弾性リボン７１が伸長され、レンズ保持枠６４を内径方向に移動させる。また、外径方向に離れたときには当該両側の弾性リボン７１が短縮され、レンズ保持枠６４を外径方向に移動させる。そして、いずれの場合でも弾性リボン７１の弾性力によって偏心コマ７２の円周面とレンズ保持枠６４の外周面は常時接した状態にあるので、レンズ保持枠６４は偏心コマ７２によって第３のレンズ６の光軸位置が偏心調整されることになり、しかも調整が完了した時点ではレンズ保持枠６４は４つの偏心コマ７２によって外周面が当接支持されるので偏心調整位置７によって安定に保持されることになる。

このように、レンズ保持枠６４による第３のレンズ６の偏心調整は、レンズ保持枠６４と内リブ６３との間に生じる径方向の間隙寸法の範囲内で、偏心コマ７２の偏心量だけ偏心調整をすることが可能である。したがって、偏心コマ７２の偏心量を前記間隙寸法よりも大きくしておけば、本実施例の間隙寸法である１〜２ｍｍの偏心調整が可能になり、特許文献２の技術に比較して極めて大きな寸法範囲の偏心調整が実現できる。また、４つの偏心コマ７２の偏心操作に伴って、図３に示したようにレンズ保持枠６４は光軸と垂直な面内においてＸ方向、Ｙ方向の任意の方向に位置調整が可能であり、特許文献１のように偏心位置が限定されることもない。特に、レンズ保持枠６４は外周面において偏心コマ７２に直接に当接されており、偏心コマ７２の偏心量がそのままレンズ６の偏心調整量となるので、特許文献２のように弾性部材の変形量によって偏心量が決定される構成に比較して高い精度での偏心調整が可能になる。また、偏心調整されたレンズ保持枠６４は４つの偏心コマ７２によって径方向に挟持されているので、仮に弾性リボン７１の弾性力が劣化した場合でも偏心位置が保持される。さらに、偏心調整作業は４つの偏心コマ７２を回動調整するだけでよく、その他の作業は不要であるので、極めて容易にかつ迅速に行うことができる。

図６は本発明の実施例２の偏心調整装置の正面図であり、実施例１の図３と同様の図である。実施例１と等価な部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。この実施例では偏心コマの個数を低減させたことが特徴である。すなわち、偏心コマ７２を第３のレンズ枠６１の円周方向に３等配した３つの位置にそれぞれ配設している。その他の構成は実施例１と同じであり、円周方向に４等配した４つの位置にそれぞれ弾性リボン７１を配設してレンズ保持枠６４を第３のレンズ枠６１内に弾性的に懸吊保持している。この実施例のように３つの偏心コマ７２を設けるのみでもレンズ保持枠６４を任意の光軸位置に調整することが可能であり、偏心コマ７２の個数を低減することによる構成の簡略化が可能になる。また、偏心調整も迅速かつ容易に行うことができる。

図７（ａ）は本発明の実施例３の偏心調整装置の正面図である。この実施例ではさらに偏心コマの個数を低減し、２つの偏心コマ７２で構成している。すなわち、光軸に対して第３のレンズ枠６１の円周方向に中心角で９０度をなす２箇所にそれぞれ偏心コマ７２を配設している。その他の構成は実施例１と同じであるが、レンズ保持枠６４を懸吊支持している４つの弾性リボン７１は、２つの偏心コマ７２に円周方向に挟まれている１つの弾性リボン７１Ａを他の３つの弾性リボン７１の弾性力よりも若干大きくなるように設定している点が実施例１，２とは相違している。

この実施例３では、偏心調整を行う前の状態では、図７（ａ）に示すように、弾性力の大きい弾性リボン７１Ａによってレンズ保持枠６４が引っ張られるため、レンズ保持枠６４はこの弾性力の大きい弾性リボン７１Ａが配設されている図の右上方向を向いた径方向に付勢されており、したがって第３のレンズ６は常態では主鏡筒の光軸よりもこの弾性力の大きな弾性リボン７１Ａ側に光軸がずれて偏位された状態にある。その上で、図７（ｂ）に示すように、２つの偏心コマ７２を調整してレンズ保持枠６４を図の右上以外の方向に向けて移動させることにより、第３のレンズ６を主鏡筒１の光軸に一致させることが可能になる。偏心調整されたレンズ保持枠６４は弾性リボン７１，７１Ａの弾性力と２つの偏心コマ７２による径方向の当接力によって調整位置に保持されることになる。これにより、偏心調整装置の構成をさらに簡略化でき、これに伴い偏心調整をさらに容易かつ迅速に行うことが可能になる。

ここで、前記各実施例では円周方向の４箇所において弾性リボンでレンズ保持枠を懸吊支持しているが、円周方向の３箇所に弾性リボンを設けるのみでもレンズ保持枠を懸吊支持することが可能であり、弾性リボンの個数を低減して偏心調整装置の構成をさらに簡略化することができる。また、弾性リボンの構成は実施例の形状に限られるものではなく、第３のレンズ枠内にレンズ保持枠を弾性支持することができる構成であれば任意形状の弾性部材を利用することが可能である。

また、偏心コマはレンズ鏡筒の外部から操作できる構成であれば、実施例の構成に限られるものではない。ただし、実施例の構成ではレンズ鏡筒の開口部を通して偏心コマを操作して調整することができるので、調整作業を容易に行う上で有利である。

本発明はカメラの撮影レンズに限られずレンズ光軸の偏心調整が要求される各種光学機器のレンズ鏡筒についても同様に適用できる。

実施例１の要部の断面図である（図３のＰ−Ｐ線断面図）。 実施例１の要部の部分分解斜視図である。 実施例１の要部を光軸方向から見た図である。 図３のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。 偏心コマの動作を説明するための模式的な図である。 実施例２の要部を光軸方向から見た図である。 実施例３の構成と動作を説明するための要部を光軸方向から見た図である。

符号の説明

１ 主鏡筒
２ ズームリング
３ カム筒
４ 第１のレンズ
５ 第２のレンズ
６ 第３のレンズ
７ 偏心調整装置
８ 絞り
６１ 第３のレンズ枠（レンズ枠）
６４ レンズ保持枠
６５，６６ （Ｔ字型の）溝
６７ 凹部
７１，７１Ａ 弾性リボン
７２ 偏心コマ

Claims (7)

1. レンズ鏡筒内に内装支持されたレンズの光軸を当該レンズ鏡筒の筒軸中心に対して調整するための偏心調整装置であって、前記レンズ鏡筒の一部を構成するレンズ枠と、前記レンズ枠内に支持されるレンズと、前記レンズ枠内において前記レンズを光軸と垂直な方向に移動可能な状態に支持する弾性部材と、前記レンズ枠に設けられて一部が前記レンズの周面に当接され、操作されたときに前記レンズを前記垂直な方向に移動して偏心位置を調整する位置調整部材とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒の偏心調整装置。
2. 前記弾性部材は前記レンズ枠円周方向の複数箇所に配設され、前記レンズの径方向に変形可能な複数の弾性部材で構成され、前記レンズを前記レンズ枠内に径方向に移動可能に懸吊支持していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
3. 前記位置調整部材は径方向の寸法が変化調整可能な偏心コマで構成され、前記偏心コマは前記レンズ枠に光軸方向に螺合されるネジ部と、前記ネジ部と一体に形成されて前記ネジ部の軸心に対して偏心した円柱部とで構成され、前記偏心コマの円柱部の円周面が前記レンズの外周面に径方向に当接されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
4. 前記偏心コマは前記レンズ枠の円周方向に４等分した４箇所に配設されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
5. 前記複数の弾性部材は前記レンズの光軸位置を前記レンズ枠に対して一つの径方向に付勢する構成とし、前記偏心コマは前記付勢された径方向に沿った前記レンズ枠の円周領域において中心角が９０度となる２箇所に配設されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
6. 前記レンズは円筒状のレンズ保持枠内に固定支持され、前記レンズ保持枠において前記弾性部材により前記レンズ枠に支持され、かつ前記位置調整部材が前記レンズ保持枠に当接して位置調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
7. 前記弾性部材は一端が前記レンズ枠に連結され、他端が前記レンズを支持しているレンズ保持枠に連結されたＳ字状またはこれに近い形状の弾性リボンで形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のレンズ鏡筒の偏心調整装置。
   
   

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