WO2007063932A1 - レンズ鏡筒 - Google Patents

レンズ鏡筒 Download PDF

Info

Publication number
WO2007063932A1
WO2007063932A1 PCT/JP2006/323902 JP2006323902W WO2007063932A1 WO 2007063932 A1 WO2007063932 A1 WO 2007063932A1 JP 2006323902 W JP2006323902 W JP 2006323902W WO 2007063932 A1 WO2007063932 A1 WO 2007063932A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
optical axis
axis direction
cam ring
correction
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/323902
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Syunsuke Kimura
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. filed Critical Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority to US12/095,587 priority Critical patent/US7826156B2/en
Priority to JP2007547989A priority patent/JPWO2007063932A1/ja
Publication of WO2007063932A1 publication Critical patent/WO2007063932A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/026—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using retaining rings or springs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/102—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens controlled by a microcomputer

Definitions

  • the present invention relates to a lens barrel having a temperature correction mechanism, for example, a projector that enlarges and projects image information of a spatial modulation element on a screen, and a video camera that forms image information on an imaging means surface such as a film or a CCD.
  • a temperature correction mechanism for example, a projector that enlarges and projects image information of a spatial modulation element on a screen, and a video camera that forms image information on an imaging means surface such as a film or a CCD.
  • the present invention relates to lens barrels used in optical equipment such as film cameras and digital cameras.
  • a lens and a lens barrel are made of a material having a small temperature dependency in order that the focus position does not fluctuate with respect to a temperature change and is stable with respect to the temperature.
  • Plastics may be used as the lens material to reduce costs and create aspheric surfaces. In this case, it is necessary to reduce the power of the plastic lens, place the plastic lens at a position where the influence of the temperature change is small, or cancel out the influence of the temperature change with a plurality of plastic lenses.
  • a lens for a projector is subjected to focus adjustment immediately after the set is turned on, and focus adjustment is not performed thereafter.
  • the temperature of the lens rises due to the heat of the lighting system inside the set. For this reason, a product that adjusts the focus at the start of operation and does not adjust the focus after that requires temperature characteristics, especially when the focus does not move with respect to temperature.
  • Patent Document 1 proposes a temperature-correcting optical device that corrects a variation in the focal position with respect to a temperature change.
  • the optical design is devised so as to offset the change in length due to the linear expansion coefficient of the lens barrel material and the change in the focus position of the lens.
  • Patent Document 2 proposes an imaging apparatus having a temperature compensation function.
  • the lens system is divided into two by two lens holding barrels held in the main body barrel, and the linear expansion coefficient of the main body barrel is set larger than the linear expansion coefficient of the lens holding barrel. The With this configuration, fluctuations in focus position due to temperature changes can be reduced by changing the lens interval. Yes.
  • Patent Document 3 proposes a projection television integrated lens having a temperature correction mechanism.
  • This projection TV integrated lens uses a bar member so as to compensate for temperature changes, and changes the interval of part of the optical system in response to temperature changes so that the focus position does not fluctuate. .
  • Patent Document 4 proposes a zoom lens barrel having a temperature correction mechanism.
  • the cam ring constituting the zoom lens barrel is connected by a correction cylinder made of a material having a different linear expansion coefficient.
  • a correction cylinder made of a material having a different linear expansion coefficient.
  • the temperature correction optical device described in Patent Document 1 is effective for a simple optical system such as a collimator, requires a long back focus, and corrects chromatic aberration at a high level.
  • the degree of freedom in lens design is insufficient, making it difficult to design.
  • the photographing apparatus described in Patent Document 2 requires an optical design so that aberrations do not fluctuate because the distance between the two divided optical systems fluctuates. For this reason, a lens that requires a long back focus and corrects chromatic aberration at a high level has a lack of freedom in lens design, making it difficult to design.
  • Patent Documents 1 to 3 do not provide effective temperature correction means for zoom lenses in which a plurality of lens groups move on the optical axis.
  • Patent Document 4 is a temperature correction mechanism for a zoom lens.
  • the configuration of Patent Document 4 since the correction amount is constant regardless of the zoom position, if the correction amount at one zoom position is determined, the correction amount is excessive or insufficient at another zoom position.
  • the variation in the focal position of the lens with respect to a temperature change is caused by a change in the refractive index of the lens element constituting the lens or a change in the shape of the lens element.
  • the amount of change in the focal position when the temperature changes once is the zoom position (for example, wide or tele). Will change.
  • the focus position does not change even if the temperature changes, and high resolution can be maintained.
  • the focal position changes with the degree of change, and the resolution becomes low.
  • Patent Document 1 JP-A-6-130267
  • Patent Document 2 JP-A-6-186466
  • Patent Document 3 Japanese Translation of Special Publication 2002-544537
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-264577
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a lens barrel that exhibits a highly accurate temperature correction action even when the zoom position changes.
  • a lens barrel of the present invention includes a first lens frame that holds a first lens, a second lens frame that holds a second lens, and the first lens frame.
  • the cam ring that engages with the lens frame and determines the position of the first lens frame in the optical axis direction, the fixed cylinder that is fixed to the set body, and the cam ring are formed of materials having different linear expansion coefficients.
  • a first correction cylinder that engages with the fixed cylinder and is fixed to the cam ring and determines a position of the cam ring in the optical axis direction; a moving frame engaged with the cam ring; and the moving frame; Is formed of a material having a different linear expansion coefficient, is fixed to the moving frame and the second lens frame, and includes a second correction cylinder that determines the position of the second lens frame in the optical axis direction, and changes in temperature.
  • the cam ring moves in the optical axis direction, integrally with the dimensional variation in the optical axis direction of the first correction cylinder by
  • the first lens and the second lens move in the optical axis direction
  • the second lens moves in the optical axis direction integrally with the dimensional variation in the optical axis direction of the second correction cylinder due to the temperature change.
  • the distance between the first lens and the second lens is changed, and the first lens at the time of the temperature change is changed.
  • the moving direction of the second lens is a direction that cancels the movement of the focus position due to the temperature change.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a lens barrel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view when the lens barrel shown in FIG. 1 is disassembled in the optical axis direction.
  • the amount of change in the focal position due to the temperature change differs depending on the zoom position, whereas in the optical axis direction integrated with each lens group when the temperature changes.
  • a configuration for changing the interval between the lens groups is realized. As a result, even if the zoom position changes, a highly accurate temperature correction function can be exhibited.
  • a cam groove is formed in the cam ring
  • a linear groove is formed in the fixed cylinder
  • a protrusion engages with the cam groove and the linear groove, and the first lens and the second lens are separated from each other in the optical axis direction by the rotation of the correction cylinder around the optical axis.
  • the cam ring and the fixed cylinder are preferably fixed in the optical axis direction. According to this configuration, the zoom lens temperature correction mechanism can be realized with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a lens barrel according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 shows a perspective view of the lens barrel shown in Fig. 1 taken apart in the optical axis direction! / Speak.
  • FIG. 1 can also be applied to an optical system of a force projector that models an imaging optical system that forms an image of a distant object on an imaging surface.
  • the lens group 10 and the lens group 20 constitute a zoom lens.
  • the image plane of the zoom lens is the imaging plane 3.
  • the lens body is fixed to the set by a fixed cylinder 4.
  • the moving frame 6 and the lens frame 11 are provided with three protrusions (two shown in FIG. 2) so as to divide the circumferential direction into three equal parts.
  • the fixed cylinder 4 is formed with three straight grooves (two shown in FIG. 2) so as to divide the circumferential direction into three equal parts.
  • the protrusions of the moving frame 6 and the lens frame 11 are engaged with the linear grooves of the fixed cylinder 4.
  • the projections of the moving frame 6 and the lens frame 11 are fixed. It is possible to move in each straight groove of the fixed cylinder 4. For this reason, the moving frame 6 and the lens frame 11 can move freely in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder 4.
  • the cam ring 5 is formed with three sets of cam grooves so that the circumferential direction is equally divided into three.
  • a set of cam grooves is composed of two through holes.
  • the protrusion of the moving frame 6 is engaged with one cam groove, and the protrusion of the lens frame 11 is engaged with the other cam groove. Therefore, the distance between the movable frame 6 and the lens frame 11 on the optical axis is determined by the engagement of the cam groove of the force ring 5 and each projection.
  • the cam ring 5 is engaged with the outer periphery of the fixed cylinder 4, is movable in the optical axis direction, and is rotatable around the optical axis.
  • a correction cylinder 1 is engaged with the outer periphery of the cam ring 5.
  • a screw is formed at one end of the correction cylinder 1 and the cam ring 5, and the cam ring 5 is fixed to the correction cylinder 1 by screwing of the screw.
  • the other end of the correction cylinder 1 is engaged with the groove portion of the fixed cylinder 4 and can rotate around the optical axis, which is fixed in the optical axis direction.
  • the position of the cam ring 5 on the optical axis is determined by the correction cylinder 1. Further, when the correction cylinder 1 is rotated around the optical axis, this rotation is transmitted to the cam ring 5 fixed to the correction cylinder 1. As a result, the cam ring 5 rotates together with the rotation of the correction cylinder 1.
  • One end of the correction cylinder 2 is fixed to the moving frame 6 by screwing.
  • the other end of the correction cylinder 2 is fixed to the lens frame 21 by screwing. That is, the lens frame 21 is fixed to the moving frame 6 via the correction cylinder 2. Therefore, the lens frame 21 holding the lens group 20 moves together with the movement of the moving frame 6 in the optical axis direction.
  • the correction cylinder 1 is rotated around the optical axis.
  • the cam ring 5 rotates together with the rotation of the correction cylinder 1.
  • the projections of the moving frame 6 and the lens frame 11 engaged with the cam groove of the cam ring 5 and the linear groove of the fixed cylinder 4 move along the cam groove and the linear groove.
  • the cam ring 5 determines the position in the optical axis direction, and the movable frame 6 and the lens frame 11 move in the optical axis direction.
  • the lens frame 21 Since the lens frame 21 is fixed to the moving frame 6 via the correction cylinder 2, the lens frame 21 moves in the optical axis direction with the same movement amount as the moving frame 6.
  • the lens group 20 is fixed to the lens frame 21, and the lens group 10 is fixed to the lens frame 11. Therefore, due to the rotation of the correction cylinder 1.
  • the lens group 10 and the lens group 20 move in the optical axis direction together with the movement of the moving frame 6 and the lens frame 11 in the optical axis direction.
  • the protrusion of the moving frame 6 and the protrusion of the lens frame 11 move along the cam groove of the cam ring while changing the distance between them.
  • the distance between the lens group 10 and the lens group 20 also changes, so that the zoom function can be exhibited.
  • the cam ring 5 moves together with the correction cylinder 1 in the direction opposite to the imaging surface 3.
  • the moving frame 6 and the lens frame 11 connected to the cam ring 5 via protrusions move in the direction opposite to the imaging surface 3 while maintaining the distance between them.
  • the entire length in the optical axis direction of the correction cylinder 2 also increases.
  • the end of the correction cylinder 2 on the side opposite to the imaging surface 3 moves in the direction toward the opposite imaging surface 3. Since the end of the correction cylinder 2 on the side opposite to the imaging surface 3 is fixed to the lens frame 21, the lens frame 21 also moves in the direction toward the opposite imaging surface 3.
  • the lens group 20 is fixed to the lens frame 21 via the correction cylinder 2, and the lens group 10 is fixed to the lens frame 11. For this reason, the lens group 10 and the lens group 20 move by the same amount due to the movement of the cam ring 5 integrated with the extension of the correction cylinder 1. Furthermore, for the lens group 20, the amount of movement due to the extension of the correction cylinder 2 is added.
  • the movement amounts of the lens group 10 and the lens group 20 are determined in accordance with the change in the length of the correction cylinders 1 and 2. Therefore, in order to exert the temperature correction action, the correction cylinders 1 and 2 need a predetermined correction amount (expansion amount) due to a temperature rise.
  • the correction amount is determined by the product of the length of the correction cylinders 1 and 2 and the linear expansion coefficient of the material forming the correction cylinders 1 and 2. Correction cylinder 1 and 2 If the length is increased, the correction amount can be secured, but the length of the correction cylinders 1 and 2 is limited by the total length of the lens and the lens barrel configuration.
  • the linear expansion coefficient of the correction cylinders 1 and 2 is increased, and the linear expansion coefficient of the correction cylinder 1 is larger than the cam ring. It should be larger than 6.
  • the correction cylinder 1 can be formed of a resin material having a large linear expansion coefficient as described below.
  • the tilt accuracy of the lens frame 11 is determined by the fixed cylinder 4 and the cam ring 5. For this reason, if the fixed cylinder 4 and the cam ring 5 are formed of a metal material and the accuracy is ensured, the correction cylinder 1 can be formed of a resin material inferior in processing accuracy to the metal material. That is, the degree of freedom in selecting the material of the correction cylinder 1 is increased, and the correction cylinder 1 can be formed of a resin material having a large linear expansion coefficient.
  • the lens group 10 is ⁇
  • the position on the optical axis changes by dl
  • the position of the lens group 20 on the optical axis changes by A dl + Ad2.
  • the distance between the lens group 10 and the lens group 20 changes by ⁇ d2.
  • the distance between the lens group 10 and the imaging surface 3 changes due to the temperature change but also the distance between the lens group 10 and the lens group 20 changes.
  • the correction of the focal position due to the temperature change is not performed while maintaining the distance between the lens groups, the change in the distance between the lens group 10 and the imaging surface 3, the lens group 10 and the lens group 20 It will be shared with the change in the interval.
  • the change in the focus position due to the temperature change of the lens is moved by changing the distance between the lens groups 10 and 20 by the change in the total length due to the temperature change of the correction cylinders 1 and 2.
  • the focus position is fixed to the imaging surface 3.
  • the amount of fluctuation of the knock focus with respect to the temperature change differs between wide and tele.
  • the lens group 10 and the lens group 20 are simply moved together, even if the correction amount is appropriate for wide, the amount of correction is excessive and insufficient for tele, and the resolution decreases. become.
  • the distance between the lens group 10 and the lens group 20 is dW2
  • the distance between the lens group 10 and the imaging surface 3 is dWl
  • the distance between the lens group 10 and the imaging surface 3 is dTl.
  • the distance between the lens group 10 and the lens group 20 is as follows in wide and tele.
  • the distance between the lens group 10 and the imaging surface 3 is as follows.
  • ⁇ (11 ⁇ (12 is determined by the linear expansion coefficient and the total length of the correction cylinders 1 and 2, so ⁇ dl and ⁇ d2 can be adjusted according to the lens design !, .
  • the variation in focus is automatically corrected due to a temperature change. For this reason, it is particularly suitable for a projector that adjusts the focus during installation and does not readjust the focus during use.
  • a projector that adjusts the focus during installation and does not readjust the focus during use.
  • projector lamps, etc. Even if the temperature inside the set rises due to the temperature rise, the focus position change can be suppressed, and high-definition images can be projected.
  • this embodiment is also suitable for a projector using a reflective spatial modulation element that requires a long back focus.
  • the lens group 10, the lens group 20, the force described in the example of one lens may be a plurality of lenses in each lens group.
  • the zoom optical system may be a zoom optical system having three or more groups such as the third group, the fourth group, and the like described in the zoom optical system having two lens groups.
  • a configuration in which a lens group in which the lens frame is directly engaged with the force ring 5 is added as in the lens group 10 can be considered.
  • a configuration in which a lens group engaged with the cam ring 5 via the correction cylinder 2 is added as in the lens group 20 is also conceivable.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Abstract

　第１のレンズ枠（１１）の光軸方向の位置を決めるカム環（５）と、カム環（５）とは線膨張係数が異なる材料で形成され、カム環（５）の光軸方向の位置を決める第１の補正筒（１）と、移動枠（６）とは線膨張係数が異なる材料で形成され、第２のレンズ枠（２１）の光軸方向の位置を決める第２の補正筒（２）とを備え、温度変化による第１の補正筒（１）の光軸方向の寸法変動と一体になって、カム環（５）が光軸方向に移動するとともに、第１及び第２のレンズ（１０、２０）が光軸方向に移動し、温度変化による第２の補正筒（２）の光軸方向の寸法変動と一体になって、第２のレンズ（２０）が光軸方向に移動し、第１のレンズ（１０）と第２のレンズ（２０）との間隔が変化する。

Description

明 細 書
レンズ鏡筒
技術分野
[0001] 本発明は、温度補正機構を有するレンズ鏡筒に関し、例えば空間変調素子の画像 情報をスクリーン上に拡大投射するプロジェクター、画像情報をフィルム、 CCD等の 撮像手段面上に形成するビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメラ等の光学機器 に用いられるレンズ鏡筒に関する。
背景技術
[0002] 従来より光学機器においては、温度変化に対してフォーカス位置が変動せず、温 度に対して安定したものとするために、温度依存性の少な 、材料でレンズ及び鏡筒 が構成されている。コストの削減及び非球面を形成するために、レンズの材料として プラスチックを使用する場合がある。この場合は、プラスチックレンズのパワーを小さく したり、温度変化の影響の少ない位置にプラスチックレンズを配置したり、複数のブラ スチックレンズで温度変化の影響を相殺するようにする必要がある。
[0003] また、例えばプロジェクター用のレンズは、セットの電源を入れた直後にフォーカス 調整され、これ以降はフォーカス調整されない。その一方で、セットの内部の照明系 力もの熱でレンズの温度は上昇する。このため、動作開始時にフォーカス調整し、こ れ以降はフォーカス調整しないような製品は、特に温度に対してフォーカスが移動し な 、温度特性が必要である。
[0004] 特許文献 1には、温度変化に対して焦点位置の変動を補正する温度補正型光学 装置が提案されている。この温度補正型光学装置では、鏡筒材料の線膨張係数によ る長さの変化と、レンズのフォーカス位置の変化とを相殺するように光学設計で工夫 している。
[0005] 特許文献 2には、温度補償機能を有した撮影装置が提案されて ヽる。この撮影装 置は、本体鏡筒に保持された 2つのレンズ保持鏡筒により、レンズ系を 2分割し、かつ 本体鏡筒の線膨張係数をレンズ保持鏡筒の線膨張係数より大きして ヽる。この構成 により、温度変化によるフォーカス位置の変動を、レンズ間隔を変化させて少なくして いる。
[0006] 特許文献 3には、温度補正機構を有した投影テレビ用集成レンズが提案されている 。この投影テレビ用集成レンズは、温度変化に対して補正するようにバー部材を用い て光学系の一部の間隔を温度変化に対応して変化させることにより、フォーカス位置 が変動しないようにしている。
[0007] 特許文献 4には、温度補正機構を有したズームレンズ鏡筒が提案されて 、る。この 構成は、ズーム鏡筒を構成するカム環を線膨張係数の違う素材の補正筒で連結して いる。このことにより、温度変化とともにすべてのレンズエレメントが一体となって光軸 上を移動し、温度補正をする。またカム環と補正筒を同時に回転させることで各レン ズ群の間隔を変化させることができ、ズームとして機能することができる。
[0008] しかしながら、前記特許文献 1に記載の温度補正型光学装置は、コリメータ等の簡 素な光学系に有効で、長いバックフォーカスを必要とし、色収差を高いレベルで補正 しょうとするようなレンズに対しては、レンズ設計上の自由度が不足し、設計が困難と なる。
[0009] また、前記特許文献 2に記載の撮影装置は、 2分割された光学系の間隔が変動す るため、収差が変動しないように光学設計を実施する必要がある。このため、長いバ ックフォーカスを必要とし、色収差を高いレベルで補正しょうとするようなレンズに対し ては、レンズ設計上の自由度が不足し、設計が困難となる。
[0010] また、特許文献 3に記載の投影テレビ用集成レンズは、バー部材が光学系の位置 を決めるため、この光学系の傾きを許容易以下に抑えるのは困難になる。光学系の 間隔が変動するため、収差が変動しないように光学設計を実施する必要があり、長い ノ ックフォーカスを必要とし、色収差を高いレベルで補正しょうとするようなレンズに対 しては、レンズ設計上の自由度が不足し、設計が困難となる。
[0011] このため、前記特許文献 1—3には、複数のレンズ群が光軸上を移動するようなズ ームレンズに対して有効な温度補正の手段は提供されていな力つた。
[0012] 一方、前記特許文献 4の構成は、ズームレンズに対する温度補正機構である。しか しながら、特許文献 4の構成は、補正量はズーム位置に関係なく一定であるので、あ るズーム位置での補正量を決定すれば別のズーム位置では補正量の過不足が生じ る。
[0013] より具体的には、温度変化に対するレンズの焦点位置の変動は、レンズを構成する レンズエレメントの屈折率が変化することや、レンズエレメントの形状が変化することに よって起きる。しかし、レンズエレメントの光軸上の間隔を変化させることによって焦点 距離を変化させるようなズームレンズにおいては、温度が 1度変化したときの焦点位 置の変化量はズーム位置 (例えばワイドやテレ）で変化することになる。
[0014] 例えば、ワイド側で補正量を決定すれば、ワイド側で使用すれば温度変化が起こつ ても焦点位置は変化せず、高い解像度を維持できるが、テレ側で使用するときは温 度変化とともに焦点位置は変化し、解像度が低くなつてしまう。
特許文献 1：特開平 6— 130267号広報
特許文献 2 :特開平 6— 186466号公報
特許文献 3：特表 2002— 544537号公報
特許文献 4：特開 2004 - 264577号公報
発明の開示
[0015] 本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、ズーム位置が変化して も、精度の高い温度補正作用を発揮するレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
[0016] 前記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、第 1のレンズを保持する第 1 のレンズ枠と、第 2のレンズを保持する第 2のレンズ枠と、前記第 1のレンズ枠と係合し 、前記第 1のレンズ枠の光軸方向の位置を決めるカム環と、セット本体に固定する固 定筒と、前記カム環とは線膨張係数が異なる材料で形成され、前記固定筒と係合し、 かつ前記カム環に固定され、前記カム環の光軸方向の位置を決める第 1の補正筒と 、前記カム環と係合した移動枠と、前記移動枠とは線膨張係数が異なる材料で形成 され、前記移動枠及び前記第 2レンズ枠に固定され、前記第 2のレンズ枠の光軸方 向の位置を決める第 2の補正筒とを備え、温度変化による前記第 1の補正筒の光軸 方向の寸法変動と一体になつて、前記カム環が光軸方向に移動するとともに、前記 第 1及び第 2のレンズが光軸方向に移動し、前記温度変化による前記第 2の補正筒 の光軸方向の寸法変動と一体になつて、前記第 2のレンズが光軸方向に移動し、前 記第 1のレンズと前記第 2のレンズとの間隔が変化し、前記温度変化の際の前記第 1 及び第 2のレンズの移動方向は、前記温度変化によるフォーカス位置の移動を打ち 消す方向であることであることを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0017] [図 1]本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す断面図。
[図 2]図 1に示したレンズ鏡筒を光軸方向に分解したときの斜視図。
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本発明のレンズ鏡筒によれば、ズーム位置によって温度変化による焦点位置の変 化量が異なることに対して、温度変化の際に、各レンズ群の一体となった光軸方向の 移動に加え、レンズ群同士の間隔を変化させる構成を実現している。このことにより、 ズーム位置が変化しても、精度の高い温度補正作用を発揮することができる。
[0019] 前記本発明のレンズ鏡筒においては、前記カム環にはカム溝が形成され、前記固 定筒には直線溝が形成され、前記第 1のレンズ枠及び前記移動枠に形成された突 起が、前記カム溝及び前記直線溝に係合しており、前記補正筒の光軸回りの回転に より、前記第 1のレンズと前記第 2のレンズとは、それぞれ別個に光軸方向に移動し、 前記光軸回りの回転時には、前記カム環及び前記固定筒は光軸方向に固定されて いることが好ましい。この構成によれば簡単な構成で、ズームレンズの温度補正機構 を実現できる。
[0020] 以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態について説明する。図 1は、本 発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒の構成を示す断面図である。図 2は、図 1〖こ 示したレンズ鏡筒を光軸方向に分解したときの斜視図を示して！/ヽる。
[0021] 図 1は、遠方の物体を撮像面に結像する結像光学系をモデルとしている力 プロジ 工クタの光学系にお 、ても適用できる。
[0022] レンズ群 10とレンズ群 20とでズームレンズを構成している。ズームレンズの結像面 は、撮像面 3である。固定筒 4により、レンズ本体をセットに固定している。
[0023] 移動枠 6、レンズ枠 11には、円周方向を 3等分するように、 3本の突起（図 2の図示 は 2本)を設けている。固定筒 4には、円周方向を 3等分するように 3本の直線溝（図 2 の図示は 2本）が形成されている。固定筒 4の各直線溝に、移動枠 6及びレンズ枠 11 の各突起が係合している。このことにより、移動枠 6及びレンズ枠 11の各突起は、固 定筒 4の各直線溝内を移動できることになる。このため、移動枠 6及びレンズ枠 11は 、固定筒 4に対して光軸方向に自由に移動できるようになつている。
[0024] カム環 5には、円周方向を 3等分するように 3組のカム溝が形成されている。 2個の 貫通孔で 1組のカム溝を構成している。 1組のカム溝のうち、一方のカム溝に移動枠 6 の突起が係合し、他方のカム溝にレンズ枠 11の突起が係合している。したがって、力 ム環 5のカム溝と各突起の係合により、移動枠 6とレンズ枠 11との光軸上の間隔が決 定されること〖こなる。
[0025] カム環 5は、固定筒 4の外周に係合しており、光軸方向に移動可能であり、かつ光 軸周りに回転可能である。カム環 5の外周には、補正筒 1が係合している。補正筒 1 及びカム環 5の一端にはねじが形成されており、ねじの螺合により、カム環 5は補正 筒 1に固定されている。補正筒 1の他端は、固定筒 4の溝部に係合しており、光軸方 向に固定されている力 光軸周りに回転可能である。
[0026] したがって、カム環 5の光軸上の位置は、補正筒 1により決定して 、る。また、補正 筒 1を光軸周りに回転させると、この回転は、補正筒 1に固定されたカム環 5に伝えら れる。このことにより、補正筒 1の回転と一体になつてカム環 5は回転することになる。
[0027] 移動枠 6に、補正筒 2の一端がねじの螺合により固定されている。補正筒 2の他端 はねじの螺合により、レンズ枠 21に固定されている。すなわち、レンズ枠 21は、補正 筒 2を介して移動枠 6に固定されていることになる。このため、レンズ群 20を保持した レンズ枠 21は、移動枠 6の光軸方向の移動と一体になつて移動することになる。
[0028] 次に、ズーム位置を変更する操作をするときは、補正筒 1を光軸周りに回転させる。
このことにより、補正筒 1の回転と一体になつてカム環 5は回転する。カム環 5の回転 により、カム環 5のカム溝及び固定筒 4の直線溝に係合している移動枠 6及びレンズ 枠 11の各突起は、カム溝及び直線溝に沿って移動する。このことにより、カム環 5に よって光軸方向の位置が決められて 、る移動枠 6とレンズ枠 11は、光軸方向に移動 する。
[0029] レンズ枠 21は補正筒 2を介して移動枠 6に固定されているので、レンズ枠 21は移動 枠 6と同じ移動量で光軸方向に移動する。一方、レンズ群 20はレンズ枠 21に固定さ れ、レンズ群 10はレンズ枠 11に固定されている。したがって、補正筒 1の回転による 移動枠 6とレンズ枠 11の光軸方向の移動と一体になつて、レンズ群 10及びレンズ群 20は光軸方向に移動することになる。この際、移動枠 6の突起及びレンズ枠 11の突 起は、カム環のカム溝に沿って両者の間隔を変化させながら移動する。これに伴いレ ンズ群 10とレンズ群 20との間隔も変化するので、ズーム機能を発揮させることができ る。
[0030] 温度が上昇した場合、補正筒 1は温度上昇とともに、光軸方向の全長が伸びること になる。補正筒 1の撮像面 3側の端部は、固定筒 4に光軸方向に固定されている。こ のため、温度上昇により、補正筒 1の反撮像面 3側の端部は反撮像面方向に移動す る。
[0031] また、補正筒 1の反撮像面 3側の端部はカム環 5に固定されているので、カム環 5は 補正筒 1と一体に反撮像面 3方向に移動する。このカム環 5の移動に伴い、カム環 5 に突起を介して連結された移動枠 6、レンズ枠 11は、両者の間隔を保持しながら反 撮像面 3方向に移動する。
[0032] 一方、温度上昇により、補正筒 2についても、光軸方向の全長が伸びる。補正筒 2 の反撮像面 3側の端部は反撮像面 3方向に移動する。補正筒 2の反撮像面 3側の端 部はレンズ枠 21に固定されているので、レンズ枠 21も反撮像面 3方向に移動する。
[0033] レンズ群 20は、補正筒 2を介してレンズ枠 21に固定され、レンズ群 10はレンズ枠 1 1に固定されている。このため、補正筒 1の伸びと一体になつたカム環 5の移動により 、レンズ群 10及びレンズ群 20は同じ量移動する。さらに、レンズ群 20については、補 正筒 2の伸びによる移動量が加算されることになる。
[0034] すなわち、温度上昇により、レンズ群 10及びレンズ群 20は、同じ方向に移動しつつ 、レンズ群 10とレンズ群 20との間隔が変化することになる。詳細は後に説明するよう に、レンズ群 10とレンズ群 20の移動量の異なる移動により、精度の高い温度補正を 実現している。
[0035] ここで、補正筒 1、 2の長さの変化に応じて、レンズ群 10及びレンズ群 20の移動量 が決定されることになる。このため、温度補正作用を発揮するためには、補正筒 1、 2 は温度上昇による所定の補正量 (膨張量)が必要となる。補正量は、補正筒 1、 2の長 さと、補正筒 1、 2を形成する材料の線膨張係数との積で決定される。補正筒 1、 2の 長さを大きくすれば、補正量は確保できるが、補正筒 1、 2の長さは、レンズの全長及 び鏡筒構成で制限されてしまう。
[0036] このため、補正量の確保には、補正筒 1、 2の線膨張係数を大きくし、補正筒 1の線 膨張係数はカム環より大きぐ補正筒 2の線膨張係数は、移動枠 6より大きくすればよ い。特に、補正筒 1については、下記のように、線膨張係数の大きい榭脂材料で形成 することも可會である。
[0037] レンズ枠 11は、固定筒 4とカム環 5とで、傾き精度が決定される。このため、固定筒 4 及びカム環 5を金属材料で形成し精度を確保しておけば、補正筒 1は金属材料に比 ベ加工精度の劣る榭脂材料で形成することができる。すなわち、補正筒 1の材料選 定の自由度が高まり、補正筒 1は線膨張係数の大きい榭脂材料で形成することも可 會 になる。
[0038] 次に、温度が 1度変化したときの補正筒 1の全長変化を A dlとし、温度が 1度変化 したときの補正筒 2の全長変化を Δ d2とすると、レンズ群 10は Δ dlだけ光軸上の位 置が変化し、レンズ群 20は A dl + A d2だけ光軸上の位置が変化する。この場合、 レンズ群 10とレンズ群 20の間隔は、 Δ d2だけ変化することになる。
[0039] 本実施の形態によれば、温度変化によって、レンズ群 10と撮像面 3との間隔が変化 するだけでなぐレンズ群 10とレンズ群 20の間隔も変化することになる。この構成によ れば、温度変化による焦点位置の補正を、レンズ群同士の間隔を保持したまま行うの ではなぐレンズ群 10と撮像面 3との間隔の変化と、レンズ群 10とレンズ群 20の間隔 の変化とで分担して行うことになる。
[0040] すなわち、レンズの温度変化によるフォーカス位置の変化を、補正筒 1、 2の温度変 化による全長変化により、レンズ群 10、 20力 レンズ群同士の間隔を変化させて移 動することで打ち消すことにより、フォーカス位置は撮像面 3に固定されることになる。
[0041] ここで、ワイドとテレとでは、温度変化に対するノックフォーカスの変動量が異なって いる。この場合、単にレンズ群 10とレンズ群 20とを一体に移動させるだけでは、仮に ワイドでは補正量が適切であっても、テレでは補正量に過不足が生じ解像像が低下 してしまうことになる。
[0042] この点に関し、検討したところ、温度変化によってレンズ群の間隔をさせることで、ズ ーム位置が異なる場合 (例えばワイドとテレ）において、温度変化に対するバックフォ 一カスの変動量を小さくできることを見出した。このことにより、前記のような、温度変 化の際に、単にレンズ群同士を一体に移動させるのではなぐレンズ群同士の間隔も 変化させる構成を導き出すに至った。
[0043] ここで、ワイドで温度 TOのとき、レンズ群 10とレンズ群 20との間隔を dW2とし、レン ズ群 10と撮像面 3 (焦点位置）との間隔を dWlとする。さらに、テレで温度 TOのとき、 レンズ群 10とレンズ群 20との間隔を dT2とし、レンズ群 20と撮像面 3の間隔を dTlと する。
[0044] この場合、ワイド及びテレにおいて、レンズ群 10とレンズ群 20との間隔は以下のよう になる。
[0045] 温度 TO (ワイド） dW2
温度 TO + 1度（ワイド） dW2 + Δ d2
温度 TO (テレ） dT2
温度 T0+ 1度（テレ） dT2+ A d2
また、レンズ群 10と撮像面 3との間隔は以下のようになる。
[0046] 温度 TO (ワイド） dWl
温度 T0+ 1度（ワイド） dWl + Δ dl
温度 TO (テレ） dTl
温度 TO + 1度（テレ） dTl + A dl
以上より、温度が 1度変化すると、ワイド、テレのいずれのときにおいても、レンズ群 2 0と撮像面 3との間隔が Δ dl変化しつつ、レンズ群 10とレンズ群 20との間隔は Δ d2 変化することになる。このことにより、ズーム位置が変化しても、精度の高い温度補正 作用を発揮するようにして 、る。
[0047] なお、厶(11ゃ厶(12は、補正筒 1、 2の線膨張係数と全長によって決定されるので、 レンズの設計に合わせて、 Δ dlや Δ d2を調整すればよ!、。
[0048] 本実施の形態は、温度変化により焦点の変動が自動的に補正されることになる。こ のため、設置時にフォーカス調整し、使用時はフォーカスの再調整をしないプロジェ クタ一に特に適している。プロジェクターに用いた場合は、プロジェクターのランプ等 の温度上昇によってセット内部の温度が上昇しても、フォーカス位置変化を抑えるこ とができ、高精細な映像を投影することができる。
[0049] また、本実施の形態は、長 、バックフォーカスを必要とする反射型空間変調素子を 用 、たプロジェクターにも適して 、る。
[0050] なお、前記実施の形態では、レンズ群 10、レンズ群 20、レンズが 1枚の例で説明し た力 各レンズ群のレンズは複数枚としてもよい.
また、レンズ群が 2群であるズーム光学系で説明している力 3群、 4群等の 3群以 上のズーム光学系であってもよい。例えば、レンズ群 10のように、レンズ枠が直接力 ム環 5に係合したレンズ群を追カ卩した構成が考えられる。また、レンズ群 20のように、 補正筒 2を介してカム環 5に係合したレンズ群を追加した構成も考えられる。
産業上の利用可能性
[0051] 以上のように、本発明によれば、ズーム位置が変化しても、精度の高い温度補正作 用を発揮するので、例えば、プロジェクタ、ビデオカメラ、フィルムカメラ、デジタルカメ ラ等の光学機器のズームレンズ鏡筒に適して ヽる。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1のレンズを保持する第 1のレンズ枠と、
第 2のレンズを保持する第 2のレンズ枠と、
前記第 1のレンズ枠と係合し、前記第 1のレンズ枠の光軸方向の位置を決めるカム 環と、
セット本体に固定する固定筒と、
前記カム環とは線膨張係数が異なる材料で形成され、前記固定筒と係合し、かつ 前記カム環に固定され、前記カム環の光軸方向の位置を決める第 1の補正筒と、 前記カム環と係合した移動枠と、
前記移動枠とは線膨張係数が異なる材料で形成され、前記移動枠及び前記第 2レ ンズ枠に固定され、前記第 2のレンズ枠の光軸方向の位置を決める第 2の補正筒とを 備え、
温度変化による前記第 1の補正筒の光軸方向の寸法変動と一体になつて、前記力 ム環が光軸方向に移動するとともに、前記第 1及び第 2のレンズが光軸方向に移動し 前記温度変化による前記第 2の補正筒の光軸方向の寸法変動と一体になつて、前 記第 2のレンズが光軸方向に移動し、前記第 1のレンズと前記第 2のレンズとの間隔 が変化し、
前記温度変化の際の前記第 1及び第 2のレンズの移動方向は、前記温度変化によ るフォーカス位置の移動を打ち消す方向であることであることを特徴とするレンズ鏡筒
[2] 前記カム環にはカム溝が形成され、前記固定筒には直線溝が形成され、前記第 1 のレンズ枠及び前記移動枠に形成された突起が、前記カム溝及び前記直線溝に係 合しており、
前記補正筒の光軸回りの回転により、前記第 1のレンズと前記第 2のレンズとは、そ れぞれ別個に光軸方向に移動し、
前記光軸回りの回転時には、前記カム環及び前記固定筒は光軸方向に固定され て 、る請求項 1に記載のレンズ鏡筒。
PCT/JP2006/323902 2005-12-01 2006-11-30 レンズ鏡筒 WO2007063932A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/095,587 US7826156B2 (en) 2005-12-01 2006-11-30 Lens barrel
JP2007547989A JPWO2007063932A1 (ja) 2005-12-01 2006-11-30 レンズ鏡筒

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-348364 2005-12-01
JP2005348364 2005-12-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007063932A1 true WO2007063932A1 (ja) 2007-06-07

Family

ID=38092266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/323902 WO2007063932A1 (ja) 2005-12-01 2006-11-30 レンズ鏡筒

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7826156B2 (ja)
JP (1) JPWO2007063932A1 (ja)
WO (1) WO2007063932A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009012680U1 (de) * 2009-09-17 2011-02-10 Carl Zeiss Optronics Gmbh Wärmebildgerät
WO2014167994A1 (ja) * 2013-04-09 2014-10-16 富士フイルム株式会社 撮像装置
CN109313320A (zh) * 2016-06-08 2019-02-05 三菱电机株式会社 光天线装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2963439B1 (fr) 2010-07-30 2012-09-14 Sagem Defense Securite Dispositif d'athermalisation mecanique passive, systeme optique associe
US20140233109A1 (en) * 2011-09-30 2014-08-21 Barco N.V. Structure and method for compensating temperature dependent magnification and focus change
JP6534802B2 (ja) * 2014-10-15 2019-06-26 株式会社ｎｉｔｔｏｈ 投射レンズ鏡筒、投射表示装置
RU2636257C2 (ru) * 2016-01-25 2017-11-21 Публичное акционерное общество "Ростовский оптико-механический завод" Инфракрасный объектив с температурной компенсацией фокусировки
CN106646811A (zh) * 2016-12-16 2017-05-10 福建福光天瞳光学有限公司 便捷式长波红外测温镜头及其工作方法
JP7102860B2 (ja) * 2018-03-30 2022-07-20 住友大阪セメント株式会社 光モジュール
US20230105712A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-06 Veoneer Us, Inc. Athermalized lens design

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248171A (ja) * 2001-12-17 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度補償機能を有する変倍撮像装置およびそれを用いたビデオカメラ
JP2003262777A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Konica Corp 撮影機器
JP2004264570A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd プロジェクタ
JP2004264577A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンズ鏡筒
JP2005308779A (ja) * 2004-04-16 2005-11-04 Fujinon Corp レンズ装置の温度補償構造

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6055804B2 (ja) * 1980-12-18 1985-12-06 キヤノン株式会社 フオ−カス操作環の移動停止位置調整装置を有する撮影レンズ
JP3041070B2 (ja) 1991-03-29 2000-05-15 株式会社東芝 郵便物読取区分機
JPH04354624A (ja) 1991-05-28 1992-12-09 Sony Corp 物体と物体の接合方法とその接合装置
JPH06130267A (ja) 1992-10-14 1994-05-13 Asahi Optical Co Ltd 温度補正型光学装置
JPH06186466A (ja) 1992-12-15 1994-07-08 Canon Inc 温度補償機能を有した撮影装置
JPH11337798A (ja) * 1998-05-27 1999-12-10 Fuji Photo Film Co Ltd レンズ付きフイルムユニット
US6104554A (en) 1999-05-06 2000-08-15 U.S. Precision Lens Projection television lens assembly
JP4300686B2 (ja) 2000-07-06 2009-07-22 パナソニック株式会社 便座・便蓋電動開閉装置
JP4354624B2 (ja) 2000-09-13 2009-10-28 三菱電機株式会社 負荷時タップ切換変圧器
US6710932B2 (en) 2001-12-17 2004-03-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Zoom lens system with temperature compensation function and video camera using the same
US7002759B2 (en) * 2003-03-20 2006-02-21 Pentax Corporation Lens unit for multibeam scanning device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248171A (ja) * 2001-12-17 2003-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度補償機能を有する変倍撮像装置およびそれを用いたビデオカメラ
JP2003262777A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Konica Corp 撮影機器
JP2004264570A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd プロジェクタ
JP2004264577A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンズ鏡筒
JP2005308779A (ja) * 2004-04-16 2005-11-04 Fujinon Corp レンズ装置の温度補償構造

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009012680U1 (de) * 2009-09-17 2011-02-10 Carl Zeiss Optronics Gmbh Wärmebildgerät
WO2014167994A1 (ja) * 2013-04-09 2014-10-16 富士フイルム株式会社 撮像装置
CN105103026A (zh) * 2013-04-09 2015-11-25 富士胶片株式会社 摄像装置
JP5867770B2 (ja) * 2013-04-09 2016-02-24 富士フイルム株式会社 撮像装置
CN105103026B (zh) * 2013-04-09 2017-05-31 富士胶片株式会社 摄像装置
CN109313320A (zh) * 2016-06-08 2019-02-05 三菱电机株式会社 光天线装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2007063932A1 (ja) 2009-05-07
US7826156B2 (en) 2010-11-02
US20100165492A1 (en) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007063932A1 (ja) レンズ鏡筒
US7609322B2 (en) Imaging apparatus
US9316806B2 (en) Lens barrel and cam mechanism
US9170395B2 (en) Lens apparatus, optical apparatus and camera
WO2021027859A1 (en) Compact catadioptric optical system for mobile phones
JP3718199B2 (ja) レンズ鏡筒
US11073674B2 (en) Lens apparatus and imaging apparatus
JP5772271B2 (ja) ズームレンズ装置
JP6056303B2 (ja) 投射光学系鏡筒
JP2005308779A (ja) レンズ装置の温度補償構造
US8529074B2 (en) Projector having projection optical system with inclined light blocking member
JP2011039352A (ja) 投写型表示装置
JP3713022B2 (ja) プロジェクタ
US8498060B2 (en) Lens barrel
JP6890447B2 (ja) 光学レンズ装置
JP2016206579A (ja) レンズユニット及び撮像装置
KR101688426B1 (ko) 비열화 고정구조를 가지는 광학조립체
JP6436788B2 (ja) レンズ鏡筒、光学機器、および、撮像装置
JP2007003581A (ja) レンズ鏡筒
JP2003185901A (ja) カメラ
JP2003262777A (ja) 撮影機器
JP7266445B2 (ja) レンズ鏡筒及び画像投射装置
JP7149353B2 (ja) レンズユニット及び撮像装置
JP2018180357A (ja) レンズ鏡筒
JP2006133562A (ja) カメラ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007547989

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12095587

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06833705

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1