JP4879116B2 - レンズ保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡胴の製造等に適用されるレンズ保持方法に関するものである。

従来のレンズ保持方法として、例えば特許文献１に記載の２つの方法が知られている。特許文献１に記載の第１のレンズ保持方法は、レンズを鏡枠内に収め、そのレンズ及び鏡枠を鏡胴内に配置した状態で、光軸と直交する方向から工具を用いて光軸を調芯した後、光軸方向から押え鐶を締め付けることによりレンズを鏡胴に固定する方法である。また、特許文献１に記載の第２のレンズ保持方法は、光軸と直交する方向からネジ部材を締め付けることにより光軸を調芯する共に、レンズを鏡胴に固定する方法である。
特開平５−４５５５０号公報

しかしながら、上記第１のレンズ保持方法にあっては、レンズを鏡胴に固定する際に光軸方向から押え鐶を締め付けるため、調芯されたレンズの光軸位置がずれるおそれがある。また、上記第２のレンズ保持方法にあっては、光軸の調芯と鏡胴へのレンズの固定とを同じネジ部材で行うため、光軸が調芯された状態でレンズを鏡胴に固定することが困難となるおそれがある。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、光軸が調芯された状態でレンズをレンズ保持枠に確実に保持させることができるレンズ保持方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係るレンズ保持方法は、レンズをレンズ保持枠に保持させるためのレンズ保持方法であって、レンズをレンズ保持枠内に配置し、レンズの光軸と略直交する方向からレンズを押圧する仮固定治具を複数用いて、レンズをその光軸と略直交する平面内においてレンズ保持枠に対して相対的に移動させ、レンズの光軸が調芯された状態でレンズをレンズ保持枠に仮固定する仮固定工程と、仮固定工程終了後に、レンズの光軸と略直交する方向からレンズを押圧する固定部材を複数用いて、レンズの光軸と略直交する方向からレンズをレンズ保持枠に固定する固定工程と、固定工程終了後に、仮固定治具をレンズ保持枠から取り外す取外し工程とを含んで構成される。

さらに、仮固定治具は、レンズの光軸と略直交する方向に貫通するようにレンズ保持枠に形成された仮固定用ネジ穴に螺合する仮固定ネジであり、固定部材は、レンズの光軸と略直交する方向に貫通するようにレンズ保持枠に形成された固定用ネジ穴に螺合する固定ネジであり、仮固定ネジの調整部は、固定ネジの調整部よりも外側に突出していることを特徴とする。

この発明によれば、レンズの光軸と略直交する方向からレンズを押圧する仮固定治具によってレンズの光軸が調芯されると共にレンズがレンズ保持枠内に仮固定され、仮固定された状態で、レンズの光軸と略直交する方向からレンズを押圧する固定部材によってレンズがレンズ保持枠に固定される。これによって、固定部材でレンズを押圧してレンズ保持枠に固定する際に、調芯されたレンズの光軸位置がずれるのを回避することができ、光軸が調芯された状態でレンズをレンズ保持枠に確実に保持させることが可能となる。

また、この発明によれば、仮固定ネジの調整部が固定ネジの調整部よりも外側に突出しているため、レンズの光軸の調芯を容易に行うことができる。

ここで、固定工程終了後に、レンズの光軸と略直交する方向に貫通するようにレンズ保
持枠に形成された貫通穴を介して、レンズ保持枠のレンズ側の隙間に接着材を注入する注
入工程を含むことが好適である。

この発明によれば、レンズとレンズ保持枠との相対位置を、接着材を用いてより強固に固定することができる。

本発明によれば、光軸が調芯された状態でレンズをレンズ保持枠に確実に保持させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係るレンズ保持方法は、レンズをレンズ保持枠に保持させるための方法であり、例えば一眼レフの交換レンズにおいてインナーフォーカスタイプの光学系を採用する場合などに好適に用いられる。

最初に、本実施形態に係るレンズ保持方法が適用されて製造されたレンズ鏡胴の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ保持方法が適用されて製造されたレンズ鏡胴及びそのレンズ鏡胴が装着されたカメラの断面図である。図１に示すように、レンズ鏡胴１は、後端側（図示右側）がカメラ２に接続され、先端側（図示左側）から入力した被写体の像をカメラ２の受光部上に結像する機能を有している。レンズ鏡胴１は、筒状の鏡胴５を備え、その鏡胴５内には、複数のレンズが収容されている。具体的には、先端側の鏡胴の一部を形成するレンズ保持枠内に調整レンズ３が配置され、調整レンズ３よりも後端側にフォーカスレンズ６及び固定レンズ７〜９が配置されている。フォーカスレンズ６及び固定レンズ７〜９は、鏡胴５内に嵌め合わされて固定されており、鏡胴５の内壁と各レンズとの間に形成される隙間は、約０．０１〜０．０３ｍｍ程度である。

調整レンズ３は、鏡胴５内に配置されたレンズ群の光軸ズレを矯正するための機能を有している。また、フォーカスレンズ６は、被写体にピントを合わせるためのレンズであり、鏡胴５の軸線方向に、図１のＡ（無限遠設定）から図１のＢ（至近設定）までの範囲を往復動可能に構成されている。他方、固定レンズ７〜９は、鏡胴５内に固定されており、レンズ鏡胴１の先端側から入力した像の大きさを変化させたり、結像したりする機能を有している。各レンズ３、６〜９は、例えばガラスで形成されている。

次に、調整レンズ３のレンズ保持構造について説明する。図２は、図１に示すレンズ鏡胴の先端部のレンズ保持構造を示す断面図であり、図３は、図２に示すIII−III線に沿った断面図であり、図４は、図３の一部拡大断面図である。

図２、３に示すように、レンズ鏡胴１は、鏡胴５の一部を構成するレンズ保持枠４に調整レンズ３を保持させるためのレンズ保持構造１５を具備している。鏡胴５の一部を形成するレンズ保持枠４は、鏡胴５から取外し可能に構成されており、レンズ保持枠４の内径は、調整レンズ３の外径よりも大きく形成されている。レンズ保持枠４には、図４に示すように、固定ネジ（固定部材）１１と螺合する固定用ネジ穴４ｂが光軸Ｌ（図２参照）と略直交する方向に貫通するように形成されている。ここで略直交とは、製造工程における誤差を含む意味であり、以下同様の意味で説明に用いる。固定用ネジ穴４ｂは、直径方向に対向するようにほぼ等間隔に４箇所に形成されている。また、図３に示すように、各固定用ネジ穴４ｂには、固定ネジ１１が螺合され、調整レンズ３を光軸Ｌと略直交する方向に押圧してレンズ保持枠４内において所定の位置に固定している。また、固定ネジ１１は、ねじ込み量を操作する調整部１１ａを有している。

また、図４に示すように、固定用ネジ穴４ｂの内部に弾性部材１２が配置され、固定ネジ１１と調整レンズ３との間に介在されている。固定ネジ１１は、弾性部材１２を介して調整レンズ３を押圧する。弾性部材１２は、例えば、室温（２０〜２５℃）でヤング率１〜１０ＧＰａの合成樹脂で球状に形成される。

また、レンズ保持枠４には、接着材を注入するための貫通穴４ｃが光軸Ｌと略直交する方向に貫通するように複数形成されており、調整レンズ３とレンズ保持枠４との隙間には、貫通孔４ｃを介して接着材１３が充填されている。調整レンズ３とレンズ保持枠４との間に形成される隙間は、例えば、０.１〜０.２ｍｍ程度である。

さらに、レンズ保持枠４には、調整レンズ３の光軸Ｌと略直交する方向から調整レンズ３を押圧する仮固定ネジ（仮固定治具）１０を螺合するための仮固定用ネジ穴４ａが光軸Ｌと略直交する方向に貫通するように形成されている。この仮固定用ネジ穴４ａは、固定用ネジ４ｂと対応するように４箇所に形成される。

一方、鏡胴５には、レンズ保持枠４を収容する箇所に、対応する仮固定用ネジ穴４ａと固定用ネジ穴４ｂ、並びに隣り合う少なくとも１つの貫通穴４ｃが外部に露出するように開口部５ａが形成されている。

上述したレンズ保持構造１５によれば、光軸Ｌと略直交する方向に貫通するように固定用ネジ穴４ｂがレンズ保持枠４に複数形成されているため、各固定用ネジ穴４ｂに螺合する固定ネジ１１によって調整レンズ３とレンズ保持枠４とを固定することができる。このように、固定ネジ１１によって調整レンズ３をレンズ保持枠４に直接固定することができるので、レンズ保持構造１５を小型化することができる。さらに、調整レンズ３をレンズ保持枠４に固定する際に、調整レンズ３と固定ネジ１１との間に弾性部材１２が配置されているため、調整レンズ３とレンズ保持枠４との熱膨張係数の差によって発生する応力や、外部から加わる外力等を弾性部材１２に吸収させて、調整レンズ３が破損したり調整レンズ３の位置ずれが発生したりすることを回避することができる。よって、このようなレンズ保持構造１５を採用することで、使用に従い撮影性能が劣化することを防ぎつつ、レンズ保持構造１５を小型化することが可能となる。

また、レンズ保持構造１５は、レンズ保持枠４の調整レンズ３側の隙間に配置された接着材１３を備えているため、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置を、より強固に固定することができ、また、耐衝撃性を向上させることができる。

なお、光軸が調芯されたレンズ鏡胴１は、後端側がカメラ２に接続され、先端側から像を入力する。レンズ鏡胴１の先端側から入力した像は、調整レンズ３を通過する際に、各レンズ６〜９の光軸ズレが矯正されるように出射される。調整レンズ３を通過した像は、レンズ群によって、拡大や反転、ピント調整がなされてカメラ２へ到達する。これによって、所定の拡大・変形がなされた良質な像をカメラ２で撮影することができる。

次に、レンズ鏡胴１の製造方法について説明する。

まず、レンズ鏡胴１を構成する各部品を用意し、各部品を組み立てる。すなわち、フォーカスレンズ６及び固定レンズ７〜９をそれぞれ鏡胴５内に固定すると共に、鏡胴５の一部を形成するレンズ保持枠４内に調整レンズ３を配置する。

この状態で、各レンズ６〜９の光軸ズレを矯正するために、仮固定ネジ１０を用いて仮固定工程を行う。仮固定ネジ１０は、例えば、図４に示すように、レンズ保持枠４に形成された仮固定用ネジ穴４ａと螺合するネジ部１０ｂと、ネジ部１０ｂよりも径が大きい調整部１０ａとを有しており、ネジ部１０ｂの先端は、調整レンズ３の表面に傷をつけないように面取りされている。また、仮固定ネジ１０の調整部１０ａは、仮固定工程においてレンズ保持枠４に装着する際に、調整レンズ３を固定するための固定ネジ１１の調整部１５ａよりも外側に突出するように形成されている。これにより、固定ネジ１１を調整して光軸の調芯する場合よりも迅速かつ正確に光軸の調芯を行うことができるので、製造コストを低減できる。

この仮固定ネジ１０を鏡胴５に形成された開口部５ａに挿通し、レンズ保持枠４の仮固定用ネジ穴４ａに螺合させ、仮固定ネジ１０の調整部１０ａをつまんでねじ込み量を変化させて調整レンズ３に当接させる。仮固定ネジ１０は、図３に示すように、鏡胴５の外周に対向してほぼ等間隔に４箇所に装着する。

仮固定ネジ１０を装着後、レンズ鏡胴１の先端側からレンズ鏡胴１に平行光を入射し、後端側から出射された光を確認して調整レンズ３の光軸Ｌを調芯する。例えば、調整レンズ３、フォーカスレンズ６及び固定レンズ７〜９を介した光が、所定の位置で焦点を結び真円に近くなるように出力されることを目視して確認することで、各レンズ６〜９の光軸ズレが矯正されたか否かを確認する。光軸ズレが矯正されていない場合には、出射される光を確認しながら、４箇所に装着した仮固定ネジの調整部１０ａをつまみ、ねじ込み量を変化させて調整レンズ３を押圧し、調整レンズ３を光軸Ｌと略直交する平面内で移動させて、各レンズ６〜９の光軸ズレが矯正されるように調整レンズ３の光軸Ｌを調芯する。

このように調整レンズ３の光軸Ｌを調芯することによって、固定レンズ７〜９及びフォーカスレンズ６を取り付けた状態でレンズ鏡胴１内の各レンズ６〜９の光軸ズレを矯正することができる。また、光軸Ｌの調芯は、鏡胴５の外側から実施可能なため、後述する注入工程を行わない場合には、レンズ鏡胴１を組立て後でも実行できることからメンテナンス性に優れている。光軸Ｌの調芯が終了すると、仮固定ネジ１０によってレンズ保持枠４に調整レンズ３が仮固定される。

仮固定工程が終了すると、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置を固定する固定工程を行う。図４に示すように、仮固定ネジ１０を装着したままの状態で、弾性部材１２を外側のレンズ保持枠に形成された開口部５ａに挿通し、固定用ネジ穴４ｂに挿入する。その後、固定ネジ１１を開口部５ａに挿通し、固定用ネジ穴４ｂに螺合させて装着し、ねじ込みによって弾性部材１２を押圧することで、弾性部材１２を介して調整レンズ３を押圧する。弾性部材１２及び固定ネジ１１は、鏡胴５の外周に対向して４箇所に装着する。

このように、仮固定ネジ１０を装着した状態で、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置を固定することができるため、光軸を調芯した後に、固定のための締め付けによって調整レンズ３のレンズ保持枠４に対する相対位置がずれることを回避することができる。また、固定ネジ１１は固定する機能のみ有すればよいので、固定ネジ１１の調整部１５ａをより小さく形成することができるため、レンズ鏡胴１を小型化することが可能となる。

さらに、弾性部材１２を調整レンズ３と固定ネジ１１との間に配置しているので、調整レンズ３とレンズ保持枠４との熱膨張係数の差によって発生する応力や、外部から加わる外力等を弾性部材１２に吸収するため、調整レンズ３を傷つけたり破壊したりすることや、調整レンズ３の調芯した位置がずれてしまうことを回避することができる。

固定工程が終了すると、鏡胴５及びレンズ保持枠４から仮固定ネジ１０を取り外す取外し工程を行う。取外し工程では、仮固定ネジ１０を装着した動作と逆の動作をして仮固定ネジ１０を取り外す。

取外し工程が終了すると、調整レンズ３の光軸Ｌの調芯は完了し、調整レンズ３は鏡胴５内に配置された各レンズ６〜９の光軸ズレを矯正するための機能を有するレンズとなる。ここで、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置を、より強固に固定するために、取外し工程後に接着材１３を注入する注入工程を行う。注入工程では、レンズ保持枠４に形成した貫通穴４ｃに接着材１３を注入し、レンズ保持枠４の調整レンズ３側の隙間に接着材１３を充填させて、調整レンズ３とレンズ保持枠４とを固定する。なお、図３に示すように、鏡胴５に形成された開口部５ａと対応していない貫通穴４ｃについては、開口部５ａと対応する貫通穴４ｃに接着材１３を注入して硬化させた後、レンズ保持枠４を鏡胴５から取り外した後に、接着材１３を注入する。

このように接着材１３によって固定することで、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置がずれてレンズ鏡胴１内のレンズ群の光軸Ｌがずれることを回避することができると共に、耐衝撃性を向上させることができる。接着材１３による補強は、調整レンズ３が比較的重く、その荷重によって調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置がずれる可能性がある場合に特に有効である。

以上、本実施形態に係るレンズ保持方法によれば、調整レンズ３の光軸Ｌと略直交する方向から調整レンズ３を押圧する仮固定ネジ１０によって調整レンズ３の光軸Ｌが調芯されると共に調整レンズ３がレンズ保持枠４内に仮固定され、仮固定された状態で、調整レンズ３の光軸Ｌと略直交する方向から調整レンズ３を押圧する固定ネジ１１によって調整レンズ３がレンズ保持枠４に固定される。これによって、固定ネジ１１で調整レンズ３を押圧してレンズ保持枠４に固定する際に、調芯された調整レンズ３の光軸Ｌ位置がずれるのを回避することができ、光軸Ｌが調芯された状態で調整レンズ３をレンズ保持枠４に確実に保持させることが可能となる。

また、本実施形態に係るレンズ保持方法によれば、仮固定ネジ１０の調整部１０ａが固定ネジ１１の調整部１１ａよりも外側に突出しているため、調整レンズ３の光軸Ｌの調芯を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係るレンズ保持方法によれば、仮固定ネジ１０が螺合する仮固定用ネジ穴４ａを固定ネジ１１が螺合する固定用ネジ穴４ｂに対応するように形成することで、固定工程において、光軸Ｌを調整した調整レンズ３の固定による位置ずれの発生を一層抑制することができる。

さらに、本実施形態に係るレンズ保持方法によれば、調整レンズ３とレンズ保持枠４との相対位置を、接着材１３を用いてより強固に固定することができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係るレンズ保持方法の一例を示すものである。本発明に係るレンズ保持方法は、実施形態に係るレンズ保持方法に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係るレンズ保持方法を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上述した実施形態では、インナーフォーカスタイプの光学系について説明したが、全体フォーカス、フロントフォーカス又はリアフォーカスの光学系でも適用することが可能であり、このような光学系においても光軸を調芯したレンズを正確に固定することができる。

また、上述した実施形態では、調整レンズ３を凹レンズとして説明したが、調整レンズ３は凸レンズであっても良い。

また、上述した実施形態では、弾性部材１２の形状を球状として説明したが、特に形状に限定されず、例えば板状であっても良い。また、弾性部材１２に替えて例えば金属球体等を固定ネジ１１と調整レンズ３との間に配置した場合であっても、調整レンズ３とレンズ保持枠４との熱膨張係数の差によって発生する応力や、外部から加わる外力等によって、調整レンズ３が破損したり調整レンズ３の位置ずれが発生したりすることを回避することができる。用いる金属の一例としては鉄であり、そのヤング率は、例えば室温（２０〜２５℃）で２００ＧＰａ程度が好適である。

また、上述した実施形態では、仮固定ネジ１０を４つ用いて仮固定する例を説明したが、３つ又は５つ以上であっても良く、要は調整レンズ３を光軸Ｌに略直交する平面内で自在に移動させることができればよい。この場合、仮固定用ネジ穴４ａは、少なくとも仮固定ネジ１０に対応する数を満たすように形成すればよい。

また、上述した実施形態では、固定ネジ１１を４つ用いて固定する例を説明したが、３つ又は５つ以上であっても良く、要は調整レンズ３を光軸Ｌに略直交する平面内で固定させることができればよい。この場合、固定用ネジ穴４ｂは、少なくとも固定ネジ１１に対応する数を満たすように形成すればよい。

また、上述した実施形態では、レンズ保持枠４に貫通穴４ｃが形成され、調整レンズ３とレンズ保持枠４とを固定する接着材１３を備えるレンズ鏡胴１について説明したが、貫通穴４ｃ及び接着材１３は、作成するレンズ鏡胴１に要求される性能等を考慮して、必要に応じて形成、又は備えれば良い。この場合、レンズ鏡胴１の製造工程である注入工程は実施しなくてもよい。

また、上述した実施形態では、レンズ鏡胴１の製造工程である注入工程を、固定工程後に実行しているが、仮固定工程後に実行する場合であってもよい。

また、上述した実施形態では、仮固定工程は、全てのレンズを組み立てた後に行う場合を説明したが、全てのレンズを組み立てる途中であっても実行可能である。このため、作業工程の順序に制限されることなく柔軟な光軸の調芯を行うことができるので、製造コストを低減できる。

また、上述した実施形態では、仮固定ネジ１０の装着箇所が対向するように装着する例を示したが、例えば調整レンズ３とレンズ保持枠４との間にバネを形成し、バネの不勢力に抗する方向に仮固定ネジ１０をねじ込むように配置することによって、仮固定ネジを対向させることなく本発明の効果を得ることができる。

また、上述した実施形態では、仮固定ネジ１０を手動で調整レンズ３を操作する例を説明したが、アクチュエータ等を利用して自動で仮固定を行っても良い。

さらに、上述した実施形態では、調整レンズ３を、鏡胴５の一部を構成するレンズ保持枠４に収容する構成としているが、調整レンズ３の側面が例えば枠体等で覆われている構成でも、仮固定ネジ１０を用いて、枠体を介して調整レンズ３を押圧して仮固定し、固定ネジ１１で枠体を介して調整レンズ３を固定することで、光軸を調芯した調整レンズ３をレンズ保持枠４に確実に保持することができる。

本発明の実施形態に係るレンズ保持方法が適用されて製造されたレンズ鏡胴及びそのレンズ鏡胴が装着されたカメラの断面図である。 図１に示すレンズ鏡胴の先端部のレンズ保持構造を示す断面図である。 図２に示すIII−III線に沿った断面図である。 図３に示すレンズ保持構造の一部拡大断面図である。

符号の説明

１…レンズ鏡胴、３…調整レンズ、４…レンズ保持枠、４ａ…仮固定用ネジ穴、４ｂ…固定用ネジ穴、４ｃ…貫通穴、５…鏡胴、１０…仮固定ネジ（仮固定治具）、１０ｂ…仮固定ネジの調整部、１１…固定ネジ（固定部材）、１５ａ…固定ネジの調整部、１２…弾性部材。

Claims (2)

1. レンズをレンズ保持枠に保持させるためのレンズ保持方法であって、
   前記レンズを前記レンズ保持枠内に配置し、前記レンズの光軸と略直交する方向から前記レンズを押圧する仮固定治具を複数用いて、前記レンズをその光軸と略直交する平面内において前記レンズ保持枠に対して相対的に移動させ、前記レンズの光軸が調芯された状態で前記レンズを前記レンズ保持枠に仮固定する仮固定工程と、
   前記仮固定工程終了後に、前記レンズの光軸と略直交する方向から前記レンズを押圧する固定部材を複数用いて、前記レンズの光軸と略直交する方向から前記レンズを前記レンズ保持枠に固定する固定工程と、
   前記固定工程終了後に、前記仮固定治具を前記レンズ保持枠から取り外す取外し工程と、
   を含み、
   前記仮固定治具は、前記レンズの光軸と略直交する方向に貫通するように前記レンズ保持枠に形成された仮固定用ネジ穴に螺合する仮固定ネジであり、前記固定部材は、前記レンズの光軸と略直交する方向に貫通するように前記レンズ保持枠に形成された固定用ネジ穴に螺合する固定ネジであり、
   前記仮固定ネジの調整部は、前記固定ネジの調整部よりも外側に突出していること、を特徴とするレンズ保持方法。
2. 前記固定工程終了後に、前記レンズの光軸と略直交する方向に貫通するように前記レンズ保持枠に形成された貫通穴を介して、前記レンズ保持枠の前記レンズ側の隙間に接着材を注入する注入工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持方法。

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