JP2008009261A - Focus adjusting mechanism and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、焦点調整機構および撮像装置に関する。 The present invention relates to a focus adjustment mechanism and an imaging apparatus.
従来から、レンズを用いてCCDに結像させた外光を電気信号に変換し、デジタルデータとして記憶媒体に記憶する撮像装置が存在する。このような撮像装置は、光軸上におけるレンズの位置を調整し、レンズが結像する画像の焦点位置をCCDにおける撮像面上に位置させることで、レンズの焦点調整をおこなう焦点調整機構を備えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an image pickup apparatus that converts external light imaged on a CCD using a lens into an electric signal and stores it in a storage medium as digital data. Such an imaging apparatus includes a focus adjustment mechanism that adjusts the position of the lens on the optical axis and adjusts the focus of the lens by positioning the focal position of the image formed by the lens on the imaging surface of the CCD. ing.
上記のような焦点調整機構には、複数種類の調整方法が存在する。そのうち、たとえば、連続的に倍率を変えることができる可変焦点レンズであるバリフォーカルレンズを搭載する撮像装置の焦点調整機構では、レンズを保持するレンズ保持枠に取り付けられたコマ部材を、光軸を軸心とするフォーカスリングの内周面に設けられた螺旋状のカム溝に係合させ、フォーカスリングを光軸周りに回転させてカム溝に対するコマ部材の係合位置を変えることで、光軸方向にレンズを移動させ、レンズの焦点位置の調整をおこなうようにしたものがある。 There are a plurality of types of adjustment methods in the focus adjustment mechanism as described above. Among them, for example, in a focus adjustment mechanism of an imaging apparatus equipped with a varifocal lens that is a variable focus lens capable of continuously changing the magnification, a coma member attached to a lens holding frame that holds the lens is used with an optical axis. By engaging with a spiral cam groove provided on the inner peripheral surface of the focus ring as an axis, and rotating the focus ring around the optical axis to change the engagement position of the top member with respect to the cam groove, the optical axis There is one that moves the lens in the direction to adjust the focal position of the lens.
上記バリフォーカルレンズにおいては、作業者がフォーカスリングを手動で回転させて光軸方向にレンズを移動させることによってレンズの焦点位置を調整する。このような焦点調整機構を用いたレンズの焦点位置の調整に際しては、レンズの焦点が最も精度よく合っている位置にレンズを位置付けるために、焦点位置付近においてはフォーカスリングを微量ずつ回転させる必要がある。 In the varifocal lens, an operator adjusts the focal position of the lens by manually rotating the focus ring to move the lens in the optical axis direction. When adjusting the focus position of a lens using such a focus adjustment mechanism, it is necessary to rotate the focus ring by a minute amount near the focus position in order to position the lens at the position where the focus of the lens is the most accurate. is there.
また、上述した焦点調整機構のうち、たとえば、FA(ファクトリーオートメーション)レンズを備える撮像装置の焦点調整機構では、電子制御されるモータを用いて光軸方向にレンズを移動させ、レンズの焦点位置の調整をおこなうようにしたものがある。FAレンズでは、たとえば、円筒形状の支持鏡筒の内周面に設けられたヘリコイドに、支持鏡筒の内側に位置付けられる円筒形状のレンズ鏡筒をネジ機構によって連結するとともに、支持鏡筒に設けられて光軸方向を長手方向として開口する開口部を介して支持鏡筒の外周側からレンズ鏡筒に対してビスを螺合することで、レンズを光軸方向にのみ移動させる直進ヘリコイド機構が用いられる。 Among the focus adjustment mechanisms described above, for example, in a focus adjustment mechanism of an imaging apparatus including an FA (factory automation) lens, the lens is moved in the optical axis direction using an electronically controlled motor, and the focal position of the lens is adjusted. Some have been adjusted. In the FA lens, for example, a cylindrical lens barrel positioned inside the support barrel is connected to a helicoid provided on the inner peripheral surface of the cylindrical support barrel by a screw mechanism, and provided on the support barrel. There is a linear helicoid mechanism that moves the lens only in the optical axis direction by screwing a screw into the lens barrel from the outer peripheral side of the support barrel through an opening that opens with the optical axis direction as the longitudinal direction. Used.
上述したような従来のバリフォーカルレンズでは、F値が1.3以上のレンズが用いられることが多く、被写界深度が格別浅いレンズが用いられることはなかったため、たとえば、上述したようにフォーカスリングを光軸周りに回転させてレンズの焦点調整をおこなう焦点調整であってもピントずれ(いわゆる「ピンボケ」)などの光学性能上の不具合は生じにくい傾向にある。 In the conventional varifocal lens as described above, a lens having an F value of 1.3 or more is often used, and a lens with a particularly shallow depth of field is not used. Even in focus adjustment in which the ring is rotated around the optical axis to adjust the focus of the lens, defects in optical performance such as out-of-focus (so-called “out-of-focus”) tend not to occur.
一方で、近年普及が著しい高画素数のCCDを搭載する撮像装置では、CCDの高画素数化に応じた高解像力を有するレンズの搭載が要求される。高解像力を有するレンズは、たとえば、メガピクセル対応レンズなどと称され、F値が小さく被写界深度が浅い傾向にあるという光学特性を有している。また、CCDを搭載する撮像装置に対しては、近年、明るいレンズを搭載する撮像装置への要求が高まっている。一般的に、明るいレンズは、F値が小さく被写界深度が浅い傾向にあるという光学特性を有している。 On the other hand, in an imaging apparatus equipped with a CCD having a high pixel count that has been remarkably popular in recent years, it is required to mount a lens having a high resolving power corresponding to the increase in the number of pixels of the CCD. A lens having a high resolving power is called, for example, a megapixel-compatible lens, and has an optical characteristic that the F value is small and the depth of field tends to be shallow. Further, in recent years, there has been an increasing demand for an imaging device equipped with a bright lens for an imaging device equipped with a CCD. In general, a bright lens has an optical characteristic that the F value is small and the depth of field tends to be shallow.
また、従来技術として、たとえば、CCDが生成した画像データを補正することで、ディスプレイなどに出力される画像の焦点位置を合わせるようにした技術や、レンズを保持するレンズホルダを弾性を有する支持腕によって支持し、当該支持腕に設けられた圧電素子に電圧を印加するよう電子制御して、支持腕の弾性変形によってレンズを光軸方向に移動させてピント調整をおこなうようにした技術(たとえば、下記特許文献1参照。)や、レンズを保持する回転可能な鏡筒の外周面に設けられたリード付き溝に偏心ピンを係合させ、鏡筒の回転にともなってリード付き溝に対する偏心ピンの係合位置を変えることでピント調整をおこなうようにした技術が存在する(たとえば、下記特許文献2参照。)。 Further, as a conventional technique, for example, a technique for adjusting the focal position of an image output to a display or the like by correcting image data generated by a CCD, or a support arm having an elastic lens holder for holding a lens. The lens is electronically controlled to apply a voltage to the piezoelectric element provided on the support arm, and the lens is moved in the optical axis direction by elastic deformation of the support arm to perform focus adjustment (for example, (See Patent Document 1 below), or an eccentric pin is engaged with a groove with a lead provided on the outer peripheral surface of a rotatable lens barrel that holds the lens, and the eccentric pin with respect to the groove with the lead is rotated as the lens barrel rotates. There is a technique in which focus adjustment is performed by changing the engagement position (see, for example, Patent Document 2 below).
F値が小さく被写界深度が浅いレンズは、レンズの移動にともなう焦点位置のずれ幅が大きくなるため、レンズの焦点位置を高精度に調整する必要がある。上述したように、フォーカスリングを作業者が回転させることでレンズの焦点位置を調整するバリフォーカルレンズにおいては、被写界深度が浅く高解像力を有するレンズを搭載した場合に、焦点位置付近ではフォーカスリングをわずかずつ回転させる必要がある。 A lens having a small F-number and a shallow depth of field has a large focal position shift width associated with the movement of the lens, so that the focal position of the lens needs to be adjusted with high accuracy. As described above, in a varifocal lens that adjusts the focal position of the lens by rotating the focus ring by the operator, when a lens with a shallow depth of field and a high resolution is mounted, the focus is near the focal position. It is necessary to rotate the ring little by little.
しかしながら、レンズの高解像力化に見合った微量な回転量を作業者が手作業で調整するには限界があり、上述したような従来のバリフォーカルレンズでは、F値が小さく被写界深度が浅いレンズを搭載した場合に、レンズの焦点位置を高精度に調整することが困難であるという問題があった。また、従来のバリフォーカルレンズでは、作業者の習熟度などに依存してレンズの焦点位置の調整精度にばらつきが生じるという問題があった。 However, there is a limit for the operator to manually adjust a small amount of rotation commensurate with the high resolution of the lens, and the conventional varifocal lens as described above has a small F value and a shallow depth of field. When a lens is mounted, there is a problem that it is difficult to adjust the focal position of the lens with high accuracy. Further, the conventional varifocal lens has a problem in that the adjustment accuracy of the focal position of the lens varies depending on the proficiency level of the operator.
この対策として、カム溝のピッチを小さくしてフォーカスリングの回転量に対するレンズの移動量を小さくすることで、レンズの焦点位置の調整精度の向上を図ることができる。しかし、この場合にはレンズを焦点位置付近に移動させるまでに時間がかかり、レンズの焦点位置の調整作業の効率が低下するという問題がある。 As a countermeasure, it is possible to improve the adjustment accuracy of the focal position of the lens by reducing the cam groove pitch and reducing the movement amount of the lens with respect to the rotation amount of the focus ring. However, in this case, there is a problem that it takes time to move the lens to the vicinity of the focal position, and the efficiency of adjusting the focal position of the lens is lowered.
また、上述したFAレンズや特許文献1に記載された技術のように、電子制御を用いてレンズの焦点位置を調整することで、レンズの焦点位置の調整精度の向上を図ることができる。しかし、FAレンズよりも廉価帯市場に位置付けられるバリフォーカルレンズでは、電子制御を用いることによる製造コストの増加は望ましくないという問題があった。また、CCDの高画素化にともない、画像データを補正することによって画像の焦点位置を合わせるには限界があるという問題があった。 Further, by adjusting the focal position of the lens using electronic control as in the above-described FA lens and the technique described in Patent Document 1, it is possible to improve the adjustment accuracy of the focal position of the lens. However, the varifocal lens, which is positioned in the low-priced market than the FA lens, has a problem that an increase in manufacturing cost by using electronic control is not desirable. In addition, with the increase in the number of pixels of a CCD, there is a problem that there is a limit to adjusting the focal position of an image by correcting image data.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる焦点調整機構および撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a focus adjustment mechanism and an imaging apparatus capable of quickly and accurately adjusting the focal position of a lens regardless of the resolution and brightness of the lens in order to eliminate the above-described problems caused by the conventional technology. For the purpose.
さらに、この発明は、製造コストの増加を抑えつつ、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる焦点調整機構および撮像装置を提供することを目的とする。 Furthermore, the present invention provides a focus adjustment mechanism and an imaging apparatus that can adjust the focal position of a lens quickly and with high accuracy regardless of the resolution and brightness of the lens while suppressing an increase in manufacturing cost. Objective.
この発明にかかる焦点調整機構は、光軸を軸心方向とする筒形状を有し、レンズを保持するレンズ保持枠を光軸方向に移動可能に保持する主鏡筒と、前記光軸を軸心方向とする筒形状を有して前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整リングを備える副鏡筒と、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転にともなって前記主鏡筒に対して前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる第1の調整機構と、前記光軸方向において前記副鏡筒に当接し、前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整部材と、前記調整部材の回転にともなって前記主鏡筒に対して前記副鏡筒を前記光軸方向に移動させる第2の調整機構と、を備え、前記第2の調整機構は、前記主鏡筒に対する前記調整部材の回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量が、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量よりも小さくなるように、前記副鏡筒を移動させることを特徴とする。 A focus adjusting mechanism according to the present invention has a cylindrical shape with an optical axis as an axial direction, a main barrel that holds a lens holding frame that holds a lens movably in the optical axis direction, and the optical axis as an axis. With a rotation of the adjustment ring with respect to the main barrel, and a sub-lens barrel having an adjustment ring that has a cylindrical shape as a central direction and is provided to be rotatable about the optical axis with respect to the main barrel. A first adjusting mechanism for moving the lens holding frame in the optical axis direction with respect to the main barrel; and abutting the sub-barrel in the optical axis direction, and around the optical axis with respect to the main barrel An adjustment member that is freely rotatable, and a second adjustment mechanism that moves the auxiliary lens barrel in the optical axis direction with respect to the main lens barrel as the adjustment member rotates. The adjusting mechanism 2 is configured to adjust the rotation amount of the adjusting member relative to the main barrel. The amount of movement of the lens holding frame, the main mirror to be smaller than the moving amount of the lens holding frame corresponding to the rotation amount of the adjustment ring relative to barrel, and wherein the moving the secondary mirror barrel.
この発明によれば、調整リングおよび調整部材の主鏡筒に対する回転量が等しい場合には、調整リングの回転にともなうレンズ保持枠の光軸方向における移動量よりも、調整部材の回転にともなって副鏡筒が光軸方向に移動することによるレンズ保持枠の光軸方向における移動量の方が小さいため、作業者は、主鏡筒に対して調整リングを回転させることで光軸方向におけるレンズの焦点位置をおおまかに調整し、主鏡筒に対して調整部材を回転させることで光軸方向におけるレンズの焦点位置を微調整することができるので、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 According to the present invention, when the rotation amounts of the adjustment ring and the adjustment member with respect to the main lens barrel are equal, the rotation amount of the lens holding frame accompanying the rotation of the adjustment ring is greater than the movement amount of the lens holding frame in the optical axis direction. Since the movement amount of the lens holding frame in the optical axis direction due to the movement of the secondary lens barrel in the optical axis direction is smaller, the operator rotates the adjustment ring with respect to the main lens barrel to rotate the lens in the optical axis direction. The focus position of the lens can be roughly adjusted and the focus position of the lens in the optical axis direction can be finely adjusted by rotating the adjustment member with respect to the main lens barrel. Can be adjusted quickly and with high accuracy.
また、この発明によれば、調整リングと同様に調整部材を回転させるだけで、光軸方向におけるレンズの焦点位置を微調整することができるので、作業者の習熟度に依存することなく、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 In addition, according to the present invention, since the focal position of the lens in the optical axis direction can be finely adjusted just by rotating the adjustment member in the same manner as the adjustment ring, the lens does not depend on the skill level of the operator. Regardless of the resolution and brightness of the lens, the focal position of the lens can be adjusted quickly and with high accuracy.
また、この発明によれば、ピントを合わせるために画像データを補正したりモータを用いてレンズ保持枠を移動させたりすることなく光軸方向におけるレンズの焦点位置を微調整することができるので、焦点調整機構および当該焦点調整機構を搭載する撮像装置などの製造コストの増加を抑えつつ、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 Further, according to the present invention, the focal position of the lens in the optical axis direction can be finely adjusted without correcting the image data for focusing or moving the lens holding frame using a motor. Regardless of the resolving power and brightness of the lens, it is possible to adjust the focal position of the lens quickly and with high accuracy while suppressing an increase in the manufacturing cost of the focus adjustment mechanism and an imaging device equipped with the focus adjustment mechanism.
また、この発明にかかる焦点調整機構は、前記副鏡筒を前記調整部材に当接する方向に付勢する付勢部材を備えることを特徴とする。 In addition, the focus adjustment mechanism according to the present invention includes an urging member that urges the sub-barrel in a direction in contact with the adjustment member.
この発明によれば、調整部材に対して副鏡筒を安定して当接させることができるので、光軸方向における副鏡筒のがたつきを抑え、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 According to the present invention, since the secondary lens barrel can be stably brought into contact with the adjustment member, it is possible to suppress the shakiness of the secondary lens barrel in the optical axis direction, regardless of the resolution and brightness of the lens. The focal position of the lens can be adjusted quickly and with high accuracy.
また、この発明の焦点調整機構における前記第1の調整機構は、前記光軸を軸心として前記副鏡筒に設けられた螺旋状の溝における任意の位置で係合する係合部材を備え、前記溝に対する当該係合部材の位置を変化させることで、前記主鏡筒に対して前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させることを特徴とする。 Further, the first adjustment mechanism in the focus adjustment mechanism of the present invention includes an engagement member that engages at an arbitrary position in a spiral groove provided in the sub-lens barrel with the optical axis as an axis. The lens holding frame is moved in the optical axis direction with respect to the main barrel by changing the position of the engaging member with respect to the groove.
この発明によれば、簡易な構成によって主鏡筒に対してレンズ保持枠を光軸方向に移動させることができるので、バリフォーカルレンズの構造の簡易化を図り、製造コストの増加を抑制することができる。 According to the present invention, since the lens holding frame can be moved in the optical axis direction with respect to the main barrel with a simple configuration, the structure of the varifocal lens can be simplified and the increase in manufacturing cost can be suppressed. Can do.
また、この発明の焦点調整機構における前記第2の調整機構は、ネジを介して前記主鏡筒と前記調整部材とを連結するネジ機構であり、前記ネジのピッチあるいは前記光軸方向に対する前記ネジのリード角は、前記溝のピッチあるいは前記光軸方向に対する前記溝のリード角に応じて調整されていることを特徴とする。 Further, the second adjustment mechanism in the focus adjustment mechanism of the present invention is a screw mechanism that connects the main barrel and the adjustment member via a screw, and the screw with respect to the screw pitch or the optical axis direction. The lead angle is adjusted in accordance with the pitch of the groove or the lead angle of the groove with respect to the optical axis direction.
この発明によれば、主鏡筒に調整部材を連結することで、光軸方向におけるレンズ保持枠の位置を微調整することができるので、少ない部品点数かつ簡易な構成によって、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 According to this invention, since the position of the lens holding frame in the optical axis direction can be finely adjusted by connecting the adjusting member to the main barrel, the resolving power and brightness of the lens can be reduced with a small number of parts and a simple configuration. Nevertheless, the focal position of the lens can be adjusted quickly and with high accuracy.
また、この発明の焦点調整機構における前記第2の調整機構は、前記調整部材または前記副鏡筒における前記副鏡筒または前記調整部材との対向位置に設けられて前記光軸に直交する平面に対する角度が当該平面と前記溝とがなす角度よりも小さい傾斜面と、前記副鏡筒または前記調整部材に設けられて前記傾斜面に当接する当接部材と、を備えることを特徴とする。 Further, the second adjustment mechanism in the focus adjustment mechanism of the present invention is provided at a position opposed to the sub-barrel or the adjustment member in the adjustment member or the sub-barrel, with respect to a plane orthogonal to the optical axis. An inclined surface having an angle smaller than an angle formed by the plane and the groove, and an abutting member that is provided on the sub-barrel or the adjustment member and contacts the inclined surface.
この発明によれば、調整部材または副鏡筒における副鏡筒または調整部材との対向位置を傾斜面とするだけで第2の調整機構を実現することができるので、簡易な構成によって、レンズの解像力や明るさに拘わらず、レンズの焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。 According to the present invention, the second adjustment mechanism can be realized only by setting the position of the adjustment member or the sub-lens that faces the sub-lens or the adjustment member as an inclined surface. Regardless of resolution or brightness, the focal position of the lens can be adjusted quickly and with high accuracy.
また、この発明にかかる撮像装置は、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズに入射した外光の強度に応じた画像データを生成する撮像用の光電変換素子と、光軸を軸心方向とする筒形状を有し、前記レンズ保持枠を光軸方向に移動可能に保持する主鏡筒と、前記光軸を軸心方向とする筒形状を有して前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整リングを備える副鏡筒と、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転にともなって前記主鏡筒に対して前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる第1の調整機構と、前記光軸方向において前記副鏡筒に当接し、前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整部材と、前記調整部材の回転にともなって前記主鏡筒に対して前記副鏡筒を前記光軸方向に移動させる第2の調整機構と、を備え、前記第2の調整機構は、前記主鏡筒に対する前記調整部材の回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量が、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量よりも小さくなるように、前記副鏡筒を移動させることを特徴とする。 An imaging apparatus according to the present invention includes a lens holding frame that holds a lens, a photoelectric conversion element for imaging that generates image data according to the intensity of external light incident on the lens, and an optical axis in the axial direction. A main barrel that holds the lens holding frame so as to be movable in the optical axis direction, and a cylindrical shape that has the optical axis as an axial direction. A secondary lens barrel having an adjustment ring rotatably provided around the optical axis, and the lens holding frame is moved in the optical axis direction with respect to the main lens barrel as the adjustment ring rotates relative to the main lens barrel A first adjusting mechanism to be adjusted, an adjusting member that is in contact with the secondary lens barrel in the optical axis direction and is rotatable about the optical axis with respect to the main lens barrel, and the rotation of the adjusting member. The sub-barrel is moved in the optical axis direction with respect to the main barrel A second adjustment mechanism that moves the lens holding frame in accordance with the amount of rotation of the adjustment member relative to the main barrel, the adjustment ring relative to the main barrel. The sub-barrel is moved so as to be smaller than the amount of movement of the lens holding frame according to the amount of rotation.
この発明によれば、明るく高解像力を有するレンズの焦点位置を高精度に調整することができるので、レンズ明るさや解像力、あるいは、撮像用の光電変換素子における画素数に左右されることなく、高画質の画像データを得ることができる。 According to the present invention, since the focal position of a bright and high-resolution lens can be adjusted with high accuracy, the lens position is not affected by the brightness and resolution of the lens or the number of pixels in the photoelectric conversion element for imaging. Image quality image data can be obtained.
この発明にかかる焦点調整機構および撮像装置によれば、明るく高解像力を有するレンズの焦点位置を高精度に調整することができるという効果を奏する。 According to the focus adjustment mechanism and the imaging apparatus according to the present invention, there is an effect that the focus position of a lens having a bright and high resolving power can be adjusted with high accuracy.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる焦点調整機構および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。実施の形態は、この発明にかかる焦点調整機構をバリフォーカルレンズに適用した例である。バリフォーカルレンズは、たとえば、デジタルカメラなどの撮像装置に連結して使用される。 Exemplary embodiments of a focus adjustment mechanism and an imaging apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiment is an example in which the focus adjustment mechanism according to the present invention is applied to a varifocal lens. The varifocal lens is used by being connected to an imaging device such as a digital camera, for example.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1のバリフォーカルレンズを示す斜視図である。図1に示したように、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100は、バリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動可能なレンズ101を備えている。レンズ101は、バリフォーカルレンズ100の光軸を軸心とする円筒形状の鏡筒102に保持されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing the varifocal lens of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
鏡筒102は、図示を省略するマウントに取り付けられる後方側鏡筒103と、後方側鏡筒103に取り付けられる前方側鏡筒104と、を備えている。前方側鏡筒104は、後方側鏡筒103を間にしてマウントとは反対側に設けられる。上述したレンズ101は、前方側鏡筒104によって保持されている。
The
前方側鏡筒104の外周部分には、調整リングとしてのフォーカスリング105と調整部材としての微調整リング106とが設けられている。フォーカスリング105は、バリフォーカルレンズ100の光軸を軸心方向とする円筒形状を有して当該光軸周りに回転自在に設けられている。微調整リング106は、バリフォーカルレンズ100の光軸周りに回転可能に設けられている。図1中符号107は、フォーカスリング105の回転を規制するフォーカスロックビスである。
A
図2は、バリフォーカルレンズ100を示す縦断側面図である。図2には、前方側鏡筒104および前方側鏡筒104に保持される各部材を、光軸を通る平面に沿って切断した状態を示している。図2に示した前方側鏡筒104においては、当該前方側鏡筒104に対して図2中紙面右側に後方側鏡筒103が取り付けられる。また、図3は、バリフォーカルレンズ100を示す横断正面図である。
FIG. 2 is a longitudinal side view showing the
図2および図3に示したように、前方側鏡筒104は、上述した後方側鏡筒103に連結されて、バリフォーカルレンズ100の光軸を軸心とする円筒形状の主鏡筒201を備えている。主鏡筒201には、バリフォーカルレンズ100の光軸に直交する方向に主鏡筒201を貫通し、バリフォーカルレンズ100の光軸方向を長手方向とする第1直進孔202が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
主鏡筒201の外周側には、バリフォーカルレンズ100の光軸を軸心とする円筒形状の第1鏡筒203が設けられている。第1鏡筒203には、バリフォーカルレンズ100の光軸に直交する方向に第1鏡筒203を貫通し、バリフォーカルレンズ100の光軸方向を長手方向とする第2直進孔204が設けられている。上述したフォーカスリング105は、第1鏡筒203の外周側において、バリフォーカルレンズ100の光軸周りに第1鏡筒203に対して回転自在に設けられている。
A cylindrical
フォーカスリング105の内周面には、バリフォーカルレンズ100の光軸を軸心とする螺旋状の溝としてのカム溝205が設けられている。カム溝205は、たとえば、3ピッチ分など、軸心周りに複数周分設けられている。カム溝205には、上述したレンズ101を保持するレンズ保持枠206に設けられた係合部材としてのコマ部材207が係合している。
On the inner peripheral surface of the
コマ部材207は、上述した第1直進孔202および第2直進孔204を介して、カム溝205に係合している。実施の形態1では、第1鏡筒203およびフォーカスリング105によって副鏡筒が実現されている。レンズ保持枠206の外周面と主鏡筒201の内周面との間には空間が設けられており、レンズ保持枠206はコマ部材207によって主鏡筒201内で吊られた状態とされている。
The
第1鏡筒203に対してフォーカスリング105が光軸周りに回転すると、フォーカスリング105の回転にともなってコマ部材207が光軸周りに連れ回ろうとするが、コマ部材207は、第1直進孔202および第2直進孔204によって光軸周りへ回転する方向への移動が規制されているため、カム溝205に対する係合位置を変化させながら、バリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動する。
When the
このように、バリフォーカルレンズ100においては、第1鏡筒203に対してフォーカスリング105が光軸周りに回転することで、レンズ101の位置をバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動させることができる。実施の形態1では、主鏡筒201,第1鏡筒203,フォーカスリング105,カム溝205,およびコマ部材207によって第1の調整機構が実現されている。
As described above, in the
フォーカスリング105は、上述したフォーカスロックビス107によって第1鏡筒203に固定された場合に、第1鏡筒203に対する回転が規制される。フォーカスロックビス107は、バリフォーカルレンズ100の光軸に直交する方向を軸心方向として、フォーカスリング105に設けられたビス孔208に螺合されている。ビス孔208は、フォーカスロックビス107の軸心方向にフォーカスリング105を貫通している。これによって、フォーカスロックビス107の先端は第1鏡筒203に当接可能とされている。
When the
ここで、図3を用いて、コマ部材207およびフォーカスロックビス107の位置関係について説明する。図3に示したように、バリフォーカルレンズ100は、3つのコマ部材207を備えている。コマ部材207は、光軸を中心とする同心円上に均等な間隔を開けて配置されている。これによって、バリフォーカルレンズ100の光軸に対するレンズ101の光軸の傾きを防止するとともに、コマ部材207の移動に際してコマ部材207に加わる負荷を必要最小限とすることができる。上述したフォーカスロックビス107は、3つのコマ部材207のうちのいずれか2つのコマ部材207の中間位置に設けられている。
Here, the positional relationship between the
上述した微調整リング106は、主鏡筒201において、後方側鏡筒103とは反対側の端部に設けられている。微調整リング106は、主鏡筒201の外周側において、バリフォーカルレンズ100の光軸周りに主鏡筒201に対して回転自在に設けられている。微調整リング106は、微調整リング106の内周面に設けられたネジ209を、主鏡筒201の外周面に設けられたネジ210に螺合させることによって、主鏡筒201に対して回転自在に連結されている。微調整リング106の内周面に設けられたネジ209および主鏡筒201の外周面に設けられたネジ210のピッチは、上述したカム溝205のピッチよりも小さい。
The
主鏡筒201における後方側鏡筒103側の端部および第1鏡筒203における後方側鏡筒側103の端部には、フランジ211,212が設けられている。フランジ211とフランジ212との間には、付勢部材としての片寄せバネ213が設けられている。片寄せバネ213は、光軸方向において第1鏡筒203が微調整リング106に当接する方向(図2中紙面右側から左側へ向かう方向)に第1鏡筒203を付勢する。片寄せバネ213は、たとえば、ウェーブワッシャなどを用いることができる。なお、片寄せバネ213は、ウェーブワッシャに限るものではなく、上述した付勢力を第1鏡筒203に作用させる部材であれば形状および材質を限定しない。
主鏡筒201に対して微調整リング106が光軸周りに回転すると、微調整リング106の回転にともなって微調整リング106と主鏡筒201との螺合状態が変化して、バリフォーカルレンズ100の光軸方向における微調整リング106の主鏡筒201に対する位置が変化する。このように、微調整リング106は、主鏡筒201に対する螺合状態を変化させることで、バリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動する。
When the
第1鏡筒203は、片寄せバネ213によって微調整リング106に当接する方向へ付勢されているため、微調整リング106がバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動すると、微調整リング106の移動にともなってバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動する。
Since the
上述したように、微調整リング106の内周面に設けられたネジ209および主鏡筒201の外周面に設けられたネジ210のピッチはカム溝205のピッチよりも小さいため、フォーカスリング105および微調整リング106の主鏡筒201に対する回転量が同じてあれば、バリフォーカルレンズ100の光軸方向において、フォーカスリング105を回転することによる第1鏡筒203の移動量よりも微調整リング106を回転することによる第1鏡筒203の移動量の方が小さくなる。
As described above, the pitch of the
実施の形態1では、たとえば、微調整リング106,主鏡筒201,第1鏡筒203,レンズ保持枠206などのバリフォーカルレンズ100を構成する各部は、プラスチック材料を用いて形成されている。プラスチック材料を用いることによって、金属材料を用いる場合と比較して、バリフォーカルレンズ100の製造コストを低減することができる。
In the first embodiment, for example, each part constituting the
図示を省略するが、バリフォーカルレンズ100の製造に際しては、バリフォーカルレンズ100がCCDなどの撮像素子を備えるデジタルカメラの本体あるいは検査機器などに連結された状態で、レンズ101の焦点位置を調整する。レンズ101の焦点位置は、バリフォーカルレンズ100を通過した外光を上述した撮像素子に入射させて、撮像素子が光電変換することによって生成した画像データまたは当該画像データに基づく画像を用いて調整する。レンズ101の焦点位置の調整に際しては、具体的には、作業者は、まず、微調整リング106を主鏡筒201に対して一定量締め込んだ状態でフォーカスロックビス107を緩める。ここで、一定量とは、たとえば、双方のネジ209,210が半分程度螺合する量である。
Although illustration is omitted, when the
作業者は、フォーカスロックビス107を緩めた後、第1鏡筒203に対してフォーカスリング105を回転させる。これによって、レンズ保持枠206がバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動し、レンズ保持枠206の移動にともなってレンズ101がバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動する。作業者は、レンズ101の焦点位置がおおよそ合っている状態で、フォーカスロックビス107を締める。フォーカスロックビス107を締めることによって、カム溝205に対するコマ部材207の係合位置が固定される。
The operator loosens the
つづいて、作業者は、主鏡筒201に対して微調整リング106を回転させる。これによって、バリフォーカルレンズ100の光軸方向において、主鏡筒201に対して第1鏡筒203が移動する。主鏡筒201に対して第1鏡筒203が移動することによって、主鏡筒201に対してレンズ保持枠206がバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動し、レンズ保持枠206の移動にともなってレンズ101がバリフォーカルレンズ100の光軸方向に移動する。作業者は、レンズ101の焦点位置が合っている状態で微調整リング106の回転を停止して、レンズ101の焦点位置の調整を終了する。
Subsequently, the operator rotates the
上述したように、フォーカスリング105および微調整リング106の主鏡筒201に対する回転量が等しい場合には、フォーカスリング105の回転にともなうレンズ保持枠206の光軸方向における移動量よりも、微調整リング106の回転にともなって第1鏡筒203が光軸方向に移動することによるレンズ保持枠206の光軸方向における移動量の方が小さい。これによって、作業者は、主鏡筒201に対してフォーカスリング105を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置をおおまかに調整し、主鏡筒201に対して微調整リング106を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置を微調整することができる。
As described above, when the rotation amounts of the
このように、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、バリフォーカルレンズ100が搭載するレンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
As described above, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、レンズ101の焦点位置の開始に当たって、双方のネジ209,210を半分程度螺合させてから微調整リング106と主鏡筒201とを螺合した状態とすることで、レンズ101の焦点位置の微調整に際しては、レンズ101を微調整リング106側にも片寄せバネ213側にも移動させることができる。これによって、レンズ101の焦点位置の調整作業の一層の迅速化を図ることができる。
Further, according to the
一般的な監視カメラは、たとえば、天井や室内の奥まった部分などのように、手が届きにくい場所に設置される。このため、作業者は、作業しづらい環境で監視カメラのレンズ調整をおこなわなくてはならないことがあり、調整精度を確保するためにフォーカスリングを微量ずつ回転させることが困難である状況が想定される。 A general surveillance camera is installed in a place where it is difficult to reach, such as a ceiling or a recessed part in a room. For this reason, the operator may have to adjust the lens of the surveillance camera in an environment where it is difficult to work, and it is assumed that it is difficult to rotate the focus ring minutely to ensure adjustment accuracy. The
これに対し、実施の形態のバリフォーカルレンズ100を搭載する監視カメラによれば、レンズ101の焦点位置をおおまかに調整した後、微調整リング106を回転させることで、光軸方向におけるレンズ101の焦点位置を微調整することができるので、作業環境が整っていない状況下でもレンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
On the other hand, according to the surveillance camera equipped with the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、レンズ101の焦点位置の調整に際しては、微調整リング106をフォーカスリング105と同様に回転させることでレンズ101の焦点位置を微調整することができるので、調整作業をおこなう作業者の習熟度や勘などに依存せず、バリフォーカルレンズ100が搭載するレンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
Further, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、レンズ101の焦点位置を調整する代わりに画像データを補正したり、モータを用いてレンズ保持枠206を移動させてレンズ101の焦点位置を調整したりすることなく、レンズ101の焦点位置を微調整することができるので、バリフォーカルレンズ100の製造コストの増加を抑えつつ、レンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
Further, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、バリフォーカルレンズ100を構成する各部をプラスチック材料を用いて形成した場合にも、バリフォーカルレンズ100が搭載するレンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができるので、たとえば、FAレンズなどの市場と比較して廉価帯市場に位置づけられるバリフォーカルレンズ100において、製造コストを抑えつつ高い調整精度を維持することができる。
Further, according to the
なお、実施の形態1では、バリフォーカルレンズ100を構成する各部をプラスチック材料を用いて形成したが、バリフォーカルレンズ100を構成する各部を形成する材料は、プラスチック材料に限るものではなく、金属材料であってもよい。バリフォーカルレンズ100を構成する各部を金属材料によって形成することで、各部品の製造精度を向上させることができるので、バリフォーカルレンズ100が搭載するレンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ一層高精度に調整することができる。
In the first embodiment, each part constituting the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、フランジ211とフランジ212との間に設けられた片寄せバネ213によって、第1鏡筒203を微調整リング106に対して安定して当接させることで、光軸方向における第1鏡筒203のがたつきを抑えることができるので、第1鏡筒203のがたつきから来るレンズ101のがたつきに起因するレンズ101の焦点位置のずれを防止することができる。
Further, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、第1鏡筒に設けられたカム溝205に対するコマ部材207の係合位置を変化させることで、簡易な構成によって主鏡筒201に対してレンズ保持枠206を光軸方向に移動させることができるので、バリフォーカルレンズ100の構造の簡易化を図り、製造コストの増加を抑制することができる。
Further, according to the
なお、実施の形態1では、カム溝205に対するコマ部材207の係合位置を変化させることで、レンズ保持枠206を光軸方向に移動させるようにしたが、これに限るものではない。たとえば、光軸を軸芯とする螺旋状のネジを有するヘリコイドネジ機構によって第1鏡筒203とレンズ保持枠206とを連結し、第1鏡筒203に対してレンズ保持枠206を光軸周りに回転させることで、レンズ保持枠206を光軸方向に移動させるようにしてもよい。
In the first embodiment, the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、カム溝205のピッチよりも小さいピッチのネジ209,210を有するネジ機構によって、主鏡筒201と微調整リング106との連結と、主鏡筒201に対する微調整リング106の位置の微調整とをおこなうことができるので、少ない部品点数かつ簡易な構成によって、レンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
Further, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、第1および第2直進孔202,204を介してコマ部材207がカム溝205に係合しているため、コマ部材207の移動範囲を第1および第2直進孔202,204によって規制してレンズ保持枠206を光軸方向にのみ移動させることで、レンズ保持枠206の移動にともなってレンズ101の光軸が正規の光軸からずれることを防止することができるので、簡易な構成によってレンズ101の移動にともなうレンズ101の光軸ずれを防止することができる。
Further, according to the
また、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100によれば、主鏡筒201と微調整リング106とがネジ機構を介して連結されているため、レンズ101の焦点位置の微調整に際してはレンズ101を光軸方向になめらかに移動させることができる。
Further, according to the
図示を省略するが、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100を搭載するデジタルカメラなどの撮像装置によれば、撮像装置が備えるCCDなどの撮像素子にレンズの焦点位置を高精度に合わせることができるので、解像力や明るさを高めたレンズ101を用いて、高画質の画像データを生成することができる。
Although not shown, according to an imaging apparatus such as a digital camera equipped with the
(実施の形態2)
図4は、実施の形態2のバリフォーカルレンズを示す縦断側面図である。つぎに、図4を用いて、実施の形態2のバリフォーカルレンズについて説明する。実施の形態2では、上述した実施の形態1における前方側鏡筒104に代えて、前方側鏡筒400を備えている。なお、実施の形態2では、上述した実施の形態1と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view showing the varifocal lens of the second embodiment. Next, the varifocal lens of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a
図4には、実施の形態2のバリフォーカルレンズにおける前方側鏡筒400および前方側鏡筒400に保持される各部材を、光軸を通る平面に沿って断面した状態が示されている。図4に示したように、主鏡筒201の外周側には、上述した実施の形態1における第1鏡筒203に代えて、バリフォーカルレンズの光軸を軸心とする円筒形状のカム筒401が設けられている。カム筒401は、主鏡筒201に対してバリフォーカルレンズの光軸周りに回転自在に設けられている。
FIG. 4 shows a state in which the
カム筒401には、バリフォーカルレンズの光軸を軸心とする螺旋状の溝としてのカム溝402が設けられている。カム溝402のピッチは、微調整リング106の内周面に設けられたネジ209および主鏡筒201の外周面に設けられたネジ210のピッチよりも大きい。カム溝402は、バリフォーカルレンズの光軸に直交する方向にカム筒401を貫通しており、光軸から離反するほど大きく拡開するテーパー形状を有している。
The
カム溝402には、レンズ保持枠403に設けられたコマ部材404が係合している。コマ部材404は、カム溝402に対してスライド自在であって、レンズ保持枠403に螺合される固定ビス405によってレンズ保持枠403に固定されている。コマ部材404は、カム筒401の外周側から第1直進孔202を介してレンズ保持枠403に挿入された状態固定されている。カム筒401の外周側には、カム筒401の外周側を覆うカバーリング406が設けられている。
A
図4中符号407は、カム筒401およびカバーリング406に設けられたビス孔(符号を省略)に螺合されたフォーカスロックビスである。レンズ101の焦点位置の調整に際して、作業者が、フォーカスロックビス407を光軸周りに回転させると、フォーカスロックビス407に連れ回りしてカム筒401およびカバーリング406が光軸周りに回転する。フォーカスロックビス407は、カム筒401およびカバーリング406に対する螺合状態に応じて、先端が主鏡筒201に接離自在に設けられており、主鏡筒201に当接した状態において主鏡筒201に対するカム筒401およびカバーリング406の回転を規制する。
バリフォーカルレンズにおいては、主鏡筒201に対してカバーリング406が光軸周りに回転すると、カバーリング406の回転にともなってコマ部材404が連れ回ろうとするが、コマ部材404は第1直進孔202によって光軸周りへ回転する方向への移動が規制されている。このため、コマ部材404は、カム溝402に対する係合位置を変化させながら、バリフォーカルレンズの光軸方向に移動する。
In the varifocal lens, when the
このように、バリフォーカルレンズにおいては、カム筒401に対してカバーリング406が光軸周りに回転することで、レンズ101の位置をバリフォーカルレンズの光軸方向に移動させることができる。実施の形態2では、主鏡筒201,カム筒401,カム溝402,およびコマ部材404によって第1の調整機構が実現されている。
As described above, in the varifocal lens, the
上述したように、カム溝402のピッチが、微調整リング106の内周面に設けられたネジ209および主鏡筒201の外周面に設けられたネジ210のピッチよりも大きいことから、カバーリング406および微調整リング106の主鏡筒201に対する回転量が等しい場合には、カバーリング406の回転にともなうレンズ保持枠206の光軸方向における移動量よりも、微調整リング106の回転にともなってカム筒401が光軸方向に移動することによるレンズ保持枠206の光軸方向における移動量の方が小さくなる。
As described above, since the pitch of the
このように、実施の形態2では、作業者は、主鏡筒201に対してカバーリング406を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置をおおまかに調整し、主鏡筒201に対して微調整リング106を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置を微調整することができる。これによって、実施の形態2のバリフォーカルレンズによれば、バリフォーカルレンズが搭載するレンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
As described above, in the second embodiment, the operator roughly adjusts the focal position of the
図示を省略するが、実施の形態2のバリフォーカルレンズを搭載するデジタルカメラなどの撮像装置によれば、実施の形態1のバリフォーカルレンズ100と同様に、撮像装置が備えるCCDなどの撮像素子にレンズの焦点位置を高精度に合わせることができるので、解像力や明るさを高めたレンズを用いて、高画質の画像データを生成することができる。
Although not shown, according to the imaging device such as a digital camera equipped with the varifocal lens according to the second embodiment, as in the
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3のバリフォーカルレンズを示す斜視図である。つぎに、図5を用いて、実施の形態3のバリフォーカルレンズについて説明する。実施の形態3では、上述した実施の形態1または2と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。図5に示したように、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500は、後方側鏡筒501と、後方側鏡筒501に取り付けられる前方側鏡筒502と、を備えている。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a perspective view showing the varifocal lens of the third embodiment. Next, the varifocal lens of Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the same parts as those in the first or second embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. As shown in FIG. 5, the
前方側鏡筒502には、バリフォーカルレンズ500の光軸周りに回転自在に設けられたフォーカスリング503および微調整リング504を備えている。フォーカスリング503は、フォーカスリング503に対するフォーカスロックビス107の螺合状態に応じて、バリフォーカルレンズ500の光軸周りに回転自在とされる。
The front-
図5中符号505は、フォーカスリング503の回転量を案内する指標となるフォーカスカバー指標マーク(以下、「Fカバー指標マーク」という)である。Fカバー指標マーク505は、フォーカスリング503の回転にともなって、光軸周りに変位する。図示を省略するが、フォーカスリング503とカム筒(図6中符号401を参照)との間には、光軸周りに回転するフォーカスリング503が基準位置に位置付けられた場合に係合する凹部および凸部が設けられている。
凹部および凸部の係合の有無によって、作業者は、フォーカスリング503が基準位置に位置付けられているか否かを判断することができる。なお、凹部および凸部の係合力は、作業者によるフォーカスリング503の回転作業に支障をきたすことのないように設定されている。
The operator can determine whether or not the
また、図5中符号506は、微調整リング504の回転量を案内する指標となる指標位置案内マークである。指標位置案内マーク506は、微調整リング504の回転にともなって、光軸周りに変位する。Fカバー指標マーク505と指標位置案内マーク506との位置関係によって、フォーカスリング503に対する微調整リング504の回転量を案内することができる。
Further,
図5中符号507は、微調整リング504をフォーカスリング503に固定する微調整リングロックビスである。微調整リングロックビス507の先端部は、微調整リング504に対する螺合状態に応じてフォーカスリング503に対して接離するように設けられており、フォーカスリング503に当接した状態においてはフォーカスリング503に対する微調整リング504の回転を規制する。図示を省略するが、バリフォーカルレンズ500は、入射された外光の強度に応じた電気信号を生成するCCDなどの撮像素子を備える撮像装置に連結される。
また、図5中符号508は、レンズ101とは異なるレンズ(図6符号605を参照)を光軸方向に移動させる第2ロックビスである。第2ロックビス508を緩めた状態で、第2ロックビス508をバリフォーカルレンズ500の光軸周りに移動させることで、当該レンズを移動させることができる。
図6は、バリフォーカルレンズ500を示す縦断側面図である。図6には、バリフォーカルレンズ500を、バリフォーカルレンズ500の光軸を通る平面に沿って断面した状態が示されている。図6に示したように、微調整リング504は、主鏡筒201の一端側に嵌合されており、主鏡筒201に対してバリフォーカルレンズ500の光軸周りに回転自在とされている。
FIG. 6 is a longitudinal side view showing the
微調整リング504には、光軸方向においてカム筒(図6符号401を参照)に対向する位置に、バリフォーカルレンズ500の光軸に直交する平面に対して傾斜する傾斜面601が設けられている。傾斜面601は、バリフォーカルレンズ500の光軸に直交する平面に対する角度が、当該平面と上述したカム溝402とがなす角度よりも小さくなるように設けられている。
The
傾斜面601は、バリフォーカルレンズ500の光軸を中心とする同心円周上に複数箇所設けられている。傾斜面601によって、微調整リング504においてカム筒401側となる端面の形状は、当該端面における任意の位置から当該端面上を光軸周りにたどった場合に、光軸方向において徐々にカム筒401から離反する(あるいは接近する)方向に傾斜し、別の傾斜面601に差し掛かった時点で一気にカム筒に接近(あるいは離反)する、という鋸歯形状となっている。各傾斜面601のバリフォーカルレンズ500の光軸に直交する平面に対する傾斜角度はそれぞれ等しい。
The
カム筒401において、バリフォーカルレンズ500の光軸方向で微調整リング504に対向する面には、微調整リング504の傾斜面601に当接する突起602が設けられている。実施の形態3では、傾斜面601および突起602によって第2の調整機構が実現されている。図6中符号603は、主鏡筒201からの微調整リング504の脱落を防止する脱落防止ビスである。脱落防止ビス603は、微調整リング504を介して、主鏡筒201の外周面に設けられた溝604に係合されている。
In the
脱落防止ビス603は、溝604に対してスライド自在に係合しており、主鏡筒201に対する微調整リング504の回転量に応じて、溝604における任意の位置で溝604に係合する。溝604および脱落防止ビス603によって、主鏡筒201に対する微調整リング504の回転量に拘わらず、主鏡筒201に対して微調整リング504を連結することができる。
The drop-
図6中符号605は、レンズ101に入射した外光を、CCDなどの図示しない撮像素子側に透過させるレンズである。レンズ605は、上述したレンズ101と同様に、レンズ605を支持するレンズ保持枠606に設けられたコマ部材607を、カム筒608に設けられたカム溝609に係合させることによって、バリフォーカルレンズ500の光軸方向に移動自在に設けられている。カム筒608の外周側には、バリフォーカルレンズ500の光軸周りにカム筒608に対して回転自在な円筒形状のズームリング610が設けられている。ズームリング610は、上述した第2ロックビス508の操作に応じて光軸周りに回転する。
図7〜図9は、レンズ101の焦点位置の調整手順について説明する説明図(その1)〜(その3)である。図7〜図9は、レンズ101の焦点位置の調整手順を順を追って示している。レンズ101の焦点位置の調整に際して、作業者は、まず、フォーカスリング503および微調整リング504を光軸周りに回転させて、図7に示したように、フォーカスリング503を基準位置に位置付け、この状態のFカバー指標マーク505に指標位置案内マーク506が合う位置に微調整リング504を位置付ける(図7中符号701参照)。
7 to 9 are explanatory views (No. 1) to (No. 3) for explaining the adjustment procedure of the focal position of the
つづいて、作業者は、微調整リングロックビス507を締め、フォーカスロックビス107を緩めた状態でフォーカスリング503を光軸周りに回転させ、光軸方向にレンズ保持枠403を移動させる。このとき、微調整リングロックビス507が締まった状態であるので、微調整リング504は、図8に示したように、フォーカスリング503の回転にともなって回転する。作業者は、レンズ101の焦点位置がおおよそ合っている位置までレンズ保持枠403を移動させた状態で、フォーカスロックビス107を締める。
Subsequently, the operator tightens the fine adjustment
つづいて、作業者は、微調整リングロックビス507を緩めて、カム筒401に対して微調整リング504を回転させ、レンズ101の焦点位置の微調整をおこなう。このとき、フォーカスロックビス107が締まった状態であるので、微調整リング504は、図9に示したように、フォーカスリング503およびカム筒401に対して回転する。カム筒401に対して微調整リング504が光軸周りに回転すると、微調整リング504の回転にともなって傾斜面601における突起602の当接位置が変化する。
Subsequently, the operator loosens the fine adjustment
傾斜面601における突起602の当接位置が変化すると、主鏡筒201に対してカム筒401がバリフォーカルレンズ500の光軸方向に移動する。このとき、主鏡筒201に対する微調整リング504の光軸方向の位置は一定である。カム筒401が移動すると、当該移動にともなってレンズ保持枠403が光軸方向に移動する。
When the contact position of the
上述したように、傾斜面601は、バリフォーカルレンズ500の光軸に直交する平面に対する角度が、当該平面と上述したカム溝402とがなす角度よりも小さくなるように設けられているため、カム筒401および微調整リング504の主鏡筒201に対する回転量が等しい場合には、カム筒401の回転にともなうレンズ保持枠403の光軸方向における移動量よりも、微調整リング504の回転にともなってカム筒401が光軸方向に移動することによるレンズ保持枠403の光軸方向における移動量の方が小さい。作業者は、レンズ101の焦点位置の微調整が完了した時点で微調整リングロックビス507を締める。このような作業手順によって、バリフォーカルレンズ500におけるレンズ101の焦点位置を調整することができる。
As described above, the
上述したように、バリフォーカルレンズ500においては、主鏡筒201に対して微調整リング504が光軸周りに回転することで、バリフォーカルレンズ500の光軸方向におけるレンズ101の焦点位置を微調整することができる。実施の形態3では、微調整リング504,傾斜面601,カム筒401,および突起602によって第2の調整機構が実現されている。これによって、作業者は、主鏡筒201に対してカム筒401を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置をおおまかに調整し、主鏡筒201に対して微調整リング504を回転させることで光軸方向におけるレンズ101の焦点位置を微調整することができる。
As described above, in the
上述した実施の形態1または2と同様に、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500によれば、微調整に際して、或る傾斜面601に突起602が当接した状態から微調整リング504を回転させると突起602が傾斜面601に沿って移動するので、レンズ101を光軸方向になめらかに移動させることができる。加えて、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500は、微調整リング504を同一方向に回転し続けた場合にも、カム筒401と微調整リング504との距離を一定範囲内に保つことができるので、レンズ101の焦点位置が光軸方向において正規の焦点位置から大きくかけ離れることを防止できる。
Similar to the first or second embodiment described above, according to the
なお、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500では、微調整リング504を回転させ続けると、突起602が当接する傾斜面601が別の傾斜面601に切り替わった時点で光軸方向におけるレンズ101の位置が急激に変化するが、作業者が、Fカバー指標マーク505に対する指標位置案内マーク506の位置を目視によって確認しながら微調整リング504を回転させることで、光軸方向におけるレンズの位置の急激な変化を防止することができる。
In the
なお、図示を省略するが、微調整リング504の回転にともなって突起602が或る傾斜面601から別の傾斜面601へ移動することがないように、各傾斜面601の境界部分に突起602の移動を規制するリブなどを設けてもよい。この場合、リブに当たるまでにレンズ101の焦点位置の調整が完了しない場合には、上述した図7〜図9に示した手順を再度おこなって、レンズ101の焦点位置を微調整する。
Although not shown, the
上述したように、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500によれば、傾斜面601に対する突起602の当接位置を変化させることでレンズ101の焦点位置を微調整することができるので、簡易な構成によって、レンズ101の解像力や明るさに拘わらず、レンズ101の焦点位置を迅速かつ高精度に調整することができる。
As described above, according to the
図示を省略するが、実施の形態3のバリフォーカルレンズ500を搭載する撮像装置によれば、撮像装置が備えるCCDなどの撮像素子にレンズ101の焦点位置を高精度に合わせることができるので、解像力や明るさを高めたレンズ101を用いて、高画質の画像データを生成することができる。
Although illustration is omitted, according to the imaging apparatus equipped with the
以上のように、本発明にかかる焦点調整機構および撮像装置は、光学装置が備えるレンズの焦点位置の調整に有用であり、特に、バリフォーカルレンズが備えるレンズの焦点位置の調整に適している。 As described above, the focus adjustment mechanism and the imaging apparatus according to the present invention are useful for adjusting the focal position of the lens included in the optical device, and are particularly suitable for adjusting the focal position of the lens included in the varifocal lens.
101 レンズ
105 フォーカスリング
106 微調整リング
201 主鏡筒
205 カム溝
206 レンズ保持枠
207 コマ部材
213 片寄せバネ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光軸を軸心方向とする筒形状を有して前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整リングを備える副鏡筒と、
前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転にともなって前記主鏡筒に対して前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる第1の調整機構と、
前記光軸方向において前記副鏡筒に当接し、前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整部材と、
前記調整部材の回転にともなって前記主鏡筒に対して前記副鏡筒を前記光軸方向に移動させる第2の調整機構と、
を備え、
前記第2の調整機構は、前記主鏡筒に対する前記調整部材の回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量が、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量よりも小さくなるように、前記副鏡筒を移動させることを特徴とする焦点調整機構。 A main barrel that has a cylindrical shape with the optical axis as the axial direction and holds a lens holding frame that holds the lens movably in the optical axis direction;
A secondary lens barrel having an adjustment ring that has a cylindrical shape with the optical axis as an axial direction and is provided to be rotatable around the optical axis with respect to the main lens barrel;
A first adjustment mechanism for moving the lens holding frame in the optical axis direction with respect to the main barrel in accordance with the rotation of the adjustment ring with respect to the main barrel;
An adjusting member that is in contact with the sub-barrel in the optical axis direction and is rotatable about the optical axis with respect to the main barrel;
A second adjustment mechanism that moves the sub-barrel in the optical axis direction with respect to the main barrel in accordance with the rotation of the adjustment member;
With
The second adjustment mechanism is configured such that a movement amount of the lens holding frame according to a rotation amount of the adjustment member with respect to the main lens barrel corresponds to a rotation amount of the lens holding frame according to a rotation amount of the adjustment ring with respect to the main lens barrel. A focus adjustment mechanism, wherein the sub-barrel is moved so as to be smaller than a moving amount.
前記レンズに入射した外光の強度に応じた画像データを生成する撮像用の光電変換素子と、
光軸を軸心方向とする筒形状を有し、前記レンズ保持枠を光軸方向に移動可能に保持する主鏡筒と、
前記光軸を軸心方向とする筒形状を有して前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整リングを備える副鏡筒と、
前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転にともなって前記主鏡筒に対して前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させる第1の調整機構と、
前記光軸方向において前記副鏡筒に当接し、前記主鏡筒に対して前記光軸周りに回転自在に設けられた調整部材と、
前記調整部材の回転にともなって前記主鏡筒に対して前記副鏡筒を前記光軸方向に移動させる第2の調整機構と、
を備え、
前記第2の調整機構は、前記主鏡筒に対する前記調整部材の回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量が、前記主鏡筒に対する前記調整リングの回転量に応じた前記レンズ保持枠の移動量よりも小さくなるように、前記副鏡筒を移動させることを特徴とする撮像装置。
A lens holding frame for holding the lens;
A photoelectric conversion element for imaging that generates image data according to the intensity of external light incident on the lens;
A main barrel having a cylindrical shape with the optical axis as the axial direction, and holding the lens holding frame movably in the optical axis direction;
A secondary lens barrel having an adjustment ring that has a cylindrical shape with the optical axis as an axial direction and is provided to be rotatable around the optical axis with respect to the main lens barrel;
A first adjustment mechanism for moving the lens holding frame in the optical axis direction with respect to the main barrel in accordance with the rotation of the adjustment ring with respect to the main barrel;
An adjusting member that is in contact with the sub-barrel in the optical axis direction and is rotatable about the optical axis with respect to the main barrel;
A second adjustment mechanism for moving the sub-barrel in the optical axis direction with respect to the main barrel in accordance with the rotation of the adjustment member;
With
The second adjustment mechanism is configured such that a movement amount of the lens holding frame according to a rotation amount of the adjustment member with respect to the main lens barrel corresponds to a rotation amount of the lens holding frame according to a rotation amount of the adjustment ring with respect to the main lens barrel. An imaging apparatus, wherein the sub-barrel is moved so as to be smaller than a moving amount.
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- 2006-06-30 JP JP2006181455A patent/JP2008009261A/en active Pending
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