JP2008180991A - 調芯方法、レンズ保持装置、調芯機構、撮影光学系、およびファインダ光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズとレンズ保持装置という最小限の部品点数で、容易にかつ精密にチルト偏芯の調整ができるようにする。
【解決手段】レンズ１のコバの面形状は、そのレンズ１の最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部となるように形成されている。また、そのレンズ１を保持するレンズ枠２内の面形状も、同じレンズ１の最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部となるように形成されている。このことにより、レンズの偏芯調整が最小限の部品点数でできるようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ・銀塩フイルムカメラなどに用いられる撮影光学系などの結像光学系や、ファインダ光学系の調芯を行う調芯方法、レンズ保持装置、調芯機構、撮影光学系、およびファインダ光学系に関する。

近年、カメラの小型化に伴う撮影光学系の小型化や非球面の導入、あるいはズームレンズの高変倍化などにより、レンズの組立て精度が以前にも増して厳しく要求されるようになってきている。そのため偏心感度が高く調芯組付けを必要とする光学系を生産する機会が多くなってきている。

本出願人により先に出願されている調芯機構として、被調整光学系を保持する玉枠と、鏡胴枠と、回転板とを備え、傾き調整が必要な場合のみ、傾き調整を行うことができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、偏芯はシフト偏芯とチルト偏芯に分けられるが、本出願人により先に出願されているシフト偏芯調整機構として、第１のレンズユニットに対して第２のレンズユニットを回転させることにより、簡単にシフト偏芯調整ができるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２７９８２３号公報 特開２００３−１６１８６８号公報

しかしながら、上述した特許文献１のものは、チルト調芯機構の部品数として、レンズ以外に、被調整光学系を保持する玉枠と、鏡胴枠と、回転板とを備える必要のあるものであった。
また、上述した特許文献２のものは、シフト調芯機構についてのものであり、チルト調芯についてまで考慮されたものではなかった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、レンズとレンズ保持装置という最小限の部品点数で、容易にかつ精密にチルト偏芯の調整が可能な調芯方法、レンズ保持装置、調芯機構、撮影光学系、およびファインダ光学系を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係る調芯方法は、レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成されたレンズの調芯方法であって、上記レンズを保持する保持部分の内面形状も上記球面の一部となるよう形成されたレンズ保持装置に上記レンズを保持させ、該保持された状態で該レンズを摺動させ、当該レンズの光軸の角度調整を行うことを特徴とする。

上記レンズを上記レンズ保持装置に対して固定する接着剤を上記角度調整の作業前に塗布しておき、該角度調整作業後に該接着剤を固化させることが好ましい。
上記接着剤を固化させる時、熱または紫外線の照射により固化させることが好ましい。

また、本発明に係るレンズ保持装置は、レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成されたレンズを保持するレンズ保持装置であって、上記レンズを保持する保持部分の内面形状も上記球面の一部となるよう形成されたことを特徴とする。

また、本発明に係る調芯機構は、本発明に係るレンズ保持装置により上記レンズが摺動可能に保持されて構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係る調芯機構は、レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成され、下記の式（１）の範囲で平行にカットされる平行カット部分が設けられ、該レンズが、当該レンズを保持する保持部分の内面形状も上記球面の一部となるよう形成されたレンズ保持装置により摺動可能に保持されて構成されたことを特徴とする。
Ｄ’≦２（ｄ²−（ｔ／２）²）^1/2 ・・・・・・（１）
Ｄ’：レンズ両端部における平行カット部間の幅
ｄ ：レンズ枠内面最小径
ｔ ：レンズ枠コバ部の光軸方向厚さ

上記レンズ保持装置に上記レンズが保持された状態で該レンズを摺動させることにより、該レンズの光軸の傾きが調整可能であることが好ましい。
上記レンズ保持装置に上記レンズが保持された状態で該レンズを摺動させることにより、該レンズの光軸回りの回転調整が可能であることが好ましい。

上記レンズの光学面の頂点のうちいずれか一点が、該レンズの最大径を直径とする球の中心と一致していることが好ましい。

上記レンズ保持装置におけるレンズ保持部分の内面が、幅ｔ’、長さＤ”が下記の式（２）、（３）を同時に満たす範囲で切り欠かれて形成されたことが好ましい。
ｔ’＞ｔ ・・・・・（２）
Ｄ”＞Ｄ ・・・・・（３）
ｔ：レンズコバ部の光軸方向厚さ
Ｄ：レンズ最大径

上記レンズ保持装置が、上記レンズの最大径を直径とする球の子午線を挟んで複数に分割されるように構成されたことが好ましい。

上記レンズ保持装置に保持される上記レンズが、接着剤を用いて固定されたことが好ましい。
上記接着剤は熱または紫外線の照射により固化することが好ましい。

また、本発明に係る撮影光学系は、上述した本発明に係る調芯機構を備えて構成されたことを特徴とする。

また、本発明に係るファインダ光学系は、上述した本発明に係る調芯機構を備えて構成されたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、レンズとレンズ保持装置という最小限の部品点数で、容易にかつ精密にチルト偏芯の調整が可能となる。

次に、本発明に係る調芯方法、レンズ保持装置、調芯機構、撮影光学系、およびファインダ光学系を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る撮影光学系やファインダ光学系を構成するレンズのうち、本実施形態に係るレンズ枠（レンズ保持装置）２に保持されるレンズ１を示す模式図である。本実施形態に係る撮影光学系やファインダ光学系は、このレンズ１単体、またはこのレンズ１を含むレンズ群によって構成される。
図２は、本実施形態に係るレンズ枠２を示す模式図である。

レンズ１のコバの面形状は、図１に示すように、そのレンズ１の最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部となるように形成されている。また、そのレンズ１を保持するレンズ枠２内の面形状も、同じレンズ１の最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部となるように形成されている。このことにより、レンズの偏芯調整が最小限の部品点数でできるようになっている。

レンズ枠２は、レンズ１が挿入組付けされた後、図３の模式図に示すように、レンズ枠２内面がレンズのコバ部１１を球面の一部として保持する。
この図３に示すようにレンズ１が保持されることにより、レンズ１およびレンズ枠２が、レンズの光軸を傾けて調整する調芯機構を構成する。また、レンズの光軸を中心とした回転調整ができるようになっている。

この回転方向の調整は、非球面レンズにおいては面形状のエラーによる画質への影響を避ける為の調整などに有効であり、樹脂製の成型レンズにおいては内部歪による画質への影響を避ける為の調整などで特に有効に利用できる。

また、本実施形態に係る調芯機構では、図１に示すように、上記したレンズの最大径を直径とする球の中心に、そのレンズ１の光学面の頂点のうちいずれか一点が一致するように構成される。すなわち、上記レンズの最大径を直径とする球が、そのレンズ１の光学面の頂点のうちいずれか一点を球の中心とするように定められている。

このように、レンズのいずれかの面頂点をそのレンズの外形を最大径とする球の中心と一致させる事により、図３に示すように、傾き調整後の頂点位置の移動を防ぐ事が可能となる。従ってレンズの傾きのみが調整できることになり、次のレンズとの空気間隔を一定に保つ事が可能となる。

また、本実施形態に係る調芯機構では、上述のようにしてレンズ枠２にレンズ１を組み付けてレンズの傾きを調整した後、そのレンズ１の調芯状態を接着剤を用いて固定する。
このように、レンズ枠２に組付けたレンズ１の調芯状態を接着剤を用いて固定することにより、調芯工程の治工具の簡略化や作業時間の短縮が可能となる。

また、調芯状態の固定に用いる接着剤は調芯作業前に塗布するようにする。
このため、調芯後のレンズ及びレンズ枠に触れる必要をなくすことができるため、レンズ固定後の調芯精度を高く保つ事が可能となる。

また、調芯状態の固定に用いる接着剤は、熱または紫外線の照射により固化するものとなっている。
このため、精度の高い調芯を行いながら作業工程の簡略化および作業時間の短縮化が可能となる。

本実施形態に係る撮影光学系やファインダ光学系は、以上のようにして調整された調芯機構を含んで構成される。
このため、高い像性能をもつ撮影光学系やファインダ光学系を、簡単な鏡枠の構成および製造工程で量産することが可能となる。

以上のように、本実施形態では、レンズのコバ部１１の面形状を、そのレンズの最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部とし、上記のレンズを保持するレンズ枠内の面形状もまた上記の球の子午線を含む球面の一部とすることにより、レンズの偏芯を調整可能にした調芯方法を用いている。
このため、レンズ１がレンズ枠２内で摺動自在となり、偏芯の調整が可能となる。

また、本実施形態では、レンズのコバ部１１の面形状を、そのレンズの最大径を直径とする球の子午線を含む球面の一部とし、上記のレンズを保持するレンズ枠内の面形状もまた上記の球の子午線を含む球面の一部としたレンズ枠２を用いている。
このため、レンズ枠２はレンズ１を高い精度で位置決め保持することが可能となる。

また、本実施形態では、調芯機構において上記レンズ保持装置（レンズ枠２）を用いてレンズの調芯を行う。
このように、本実施形態に係るレンズ保持装置を用いてレンズの調芯を行うことにより、高い精度で位置決めが可能な調芯機構を得る事が出来る。

また、本実施形態に係る調芯機構によれば、レンズ枠２により保持しているレンズ１の光軸の傾きをあらゆる方向へ自在に調整可能となる。
さらに、レンズの光軸回りの回転調整が可能なため、レンズの光軸回りの回転調整を、光軸の傾きを調整した後でもその傾きを一定に保ったまま回転角度無制限に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係る調芯機構によれば、レンズ枠２により保持しているレンズ１の光学面の頂点のうちいずれか一点が、そのレンズ１の最大径を直径とする球の中心と一致しているため、レンズ１をレンズ枠２内で摺動させてもその隣の光学面との間の空気間隔が変化しないようにすることができる。
このため、偏芯のみが調整可能で他の副作用が発生しない理想的な調芯機構を得る事が出来る。

以上のように、本実施形態によれば、最小限の部品点数で容易に精密な調整が可能な調芯機構を得る事ができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について、図４、図５を参照して説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態におけるレンズの外形を、図４に示すように加工することで、レンズをレンズ枠に挿入組付けしやすくしたものである。

この第２の実施形態では、レンズ枠２により保持されるレンズの縁端部の形状に、以下の式の範囲で平行にカットされる平行カット部分を設けることで、図５に示すように、レンズをレンズ枠２に挿入して組付け可能としている。
Ｄ’≦２（ｄ²−（ｔ／２）²）^1/2 ・・・・・・（１）
Ｄ’：平行カット部におけるレンズ幅（レンズ両端部における平行カット部間の幅）
ｄ ：レンズ枠内面最小径
ｔ ：レンズ枠コバ部の光軸方向厚さ

このように、レンズの外形を小判型に加工し、その部分の幅をＤ’とし、Ｄ’を式（１）の範囲にすると、レンズの光軸をレンズ枠の光軸に対し略９０度傾けて挿入しその後両者の光軸が一致するようにレンズを回転させることにより、レンズ枠２がレンズを保持するように組み付けが可能となる。

以上のように、本実施形態では、レンズの外形を上記式（１）の範囲で小判型にカットし、レンズをレンズ枠に挿入し組付け可能としているため、上述した第１の実施形態による効果と同様の効果が得られると共に、レンズとレンズ枠のみという最小の部品構成で、調整の精度が高く、調整の自由度の高い調芯機構を得ることが出来る。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について、図６を参照して説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態におけるレンズ枠の内面を、図６に示すように加工することで、レンズ１をレンズ枠に挿入組付けしやすくしたものである。

この第３の実施形態における調芯機構では、図６に示すように、上述した第１の実施形態におけるレンズ枠の内面を、幅ｔ’、長さＤ”の範囲で以下の式を同時に満たすように切り欠くことにより、レンズ１を本実施形態におけるレンズ枠３に挿入し組付け可能としている。
ｔ’＞ｔ ・・・・・（２）
Ｄ”＞Ｄ ・・・・・（３）
ｔ：レンズコバ部の光軸方向厚さ
Ｄ：レンズ最大径

このように、レンズ枠内面の光軸を挟んで対面する幅ｔ、長さＤ”の範囲を式を満たすように切り欠くことにより、上述した第２の実施形態と同様な手順でレンズ１をレンズ枠３に挿入し組み付けることが可能となる。

以上のように、本実施形態では、レンズ枠の内面を、幅ｔ’、長さＤ”の範囲で上記式（２）、（３）を同時に満たすように切り欠くことにより、レンズ１をレンズ枠３に挿入し組付け可能としている。
このため、上述した第１の実施形態による効果と同様の効果が得られると共に、コストの高いレンズ外形の加工を行うことなく、最小の部品構成で調整の精度及び自由度の高い調芯機構を得ることが出来る。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について、図７を参照して説明する。
この第４の実施形態は、図７に示すように、上述した第１の実施形態におけるレンズ枠を分割し、組み立て式とすることで、レンズ１をレンズ枠に組付けしやすくしたものである。

この第４の実施形態における調芯機構では、レンズ１の最大径を直径とする球の子午線を挟むように、上述した第１の実施形態におけるレンズ枠を複数に分割している。
図７に示す例では、レンズ枠４を、上述した子午面を挟みレンズ枠４Ｂ・レンズ枠４Ｃに分割して組立て式にすることによって、レンズ１をレンズ枠４内に組付け保持することを可能としている。

以上のように、本実施形態によれば、レンズ枠４を、レンズ１の最大径を直径とする球の子午線を挟み複数に分割することにより、上述した第１の実施形態による効果と同様の効果が得られると共に、レンズ１をレンズ枠４に組付け可能としたため、レンズ枠４の加工の自由度が高くなり、射出成型による製造も容易に可能となる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
例えば、上述した第４の実施形態ではレンズ枠が２つに分割されることとして説明しているが、レンズを組み付け可能とすることができればこのことに限定されず、３つ以上に分割されるよう構成されてもよい。

本発明の第１の実施形態におけるレンズ１を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるレンズ枠２を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る調芯機構での調整例を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるレンズを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る調芯機構へのレンズ組み付け動作例を示す図である。 本発明の第３の実施形態におけるレンズ枠３およびレンズ１を示す図である。 本発明の第４の実施形態におけるレンズ枠４を示す図である。

符号の説明

１ レンズ
１１ コバ部
２，３，４ レンズ枠（レンズ保持装置の一例）
３１ 切り欠き部

Claims (15)

1. レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成されたレンズの調芯方法であって、
   前記レンズを保持する保持部分の内面形状も前記球面の一部となるよう形成されたレンズ保持装置に前記レンズを保持させ、該保持された状態で該レンズを摺動させ、当該レンズの光軸の角度調整を行うことを特徴とする調芯方法。
2. 前記レンズを前記レンズ保持装置に対して固定する接着剤を前記角度調整の作業前に塗布しておき、該角度調整作業後に該接着剤を固化させることを特徴とする請求項１記載の調芯方法。
3. 前記接着剤を固化させる時、熱または紫外線の照射により固化させることを特徴とする請求項２記載の調芯方法。
4. レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成されたレンズを保持するレンズ保持装置であって、
   前記レンズを保持する保持部分の内面形状も前記球面の一部となるよう形成されたことを特徴とするレンズ保持装置。
5. 請求項４記載のレンズ保持装置により請求項４記載のレンズが摺動可能に保持されて構成されたことを特徴とする調芯機構。
6. レンズのコバ部の面形状が、当該レンズの最大径を直径とする球面の一部となるよう形成され、下記の式（１）の範囲で平行にカットされる平行カット部分が設けられ、該レンズが、当該レンズを保持する保持部分の内面形状も前記球面の一部となるよう形成されたレンズ保持装置により摺動可能に保持されて構成されたことを特徴とする調芯機構。
   Ｄ’≦２（ｄ²−（ｔ／２）²）^1/2 ・・・・・・（１）
   Ｄ’：レンズ両端部における平行カット部間の幅
   ｄ ：レンズ枠内面最小径
   ｔ ：レンズ枠コバ部の光軸方向厚さ
7. 前記レンズ保持装置に前記レンズが保持された状態で該レンズを摺動させることにより、該レンズの光軸の傾きが調整可能であることを特徴とする請求項５または６記載の調芯機構。
8. 前記レンズ保持装置に前記レンズが保持された状態で該レンズを摺動させることにより、該レンズの光軸回りの回転調整が可能であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の調芯機構。
9. 前記レンズの光学面の頂点のうちいずれか一点が、該レンズの最大径を直径とする球の中心と一致していることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の調芯機構。
10. 前記レンズ保持装置におけるレンズ保持部分の内面が、幅ｔ’、長さＤ”が下記の式（２）、（３）を同時に満たす範囲で切り欠かれて形成されたことを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の調芯機構。
    ｔ’＞ｔ ・・・・・（２）
    Ｄ”＞Ｄ ・・・・・（３）
    ｔ：レンズコバ部の光軸方向厚さ
    Ｄ：レンズ最大径
11. 前記レンズ保持装置が、前記レンズの最大径を直径とする球の子午線を挟んで複数に分割されるように構成されたことを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の調芯機構。
12. 前記レンズ保持装置に保持される前記レンズが、接着剤を用いて固定されたことを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載の調芯機構。
13. 前記接着剤は熱または紫外線の照射により固化することを特徴とする請求項１２記載の調芯機構。
14. 請求項５から１３のいずれか１項に記載の調芯機構を備えて構成されたことを特徴とする撮影光学系。
15. 請求項５から１３のいずれか１項に記載の調芯機構を備えて構成されたことを特徴とするファインダ光学系。

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