JP4893633B2 - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像光学系を保持するレンズ鏡胴、及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置に関し、詳しくは光軸と直交する方向にシフト調整するための調整レンズに関する。

従来より、ズームレンズを搭載したカメラが市販されている。ズームレンズは複数のレンズ群を光軸方向に移動させて、互いの間隔を変化させることにより焦点距離を変化させる。

また、ズームレンズの光学系の中にプリズムを配置し、光軸を９０度に屈曲させたカメラが知られている。このようなカメラは、撮影時にレンズ鏡胴が突出しないという利点を有している。

ズームレンズは多数の単レンズやレンズ群から構成されているので、ズームレンズを鏡胴に組み込んだ際には個々のレンズの部品誤差や組立誤差によってレンズ性能に悪影響を及ぼす。

そこで、レンズの部品誤差や組立誤差を補正するために、ズームレンズの光学系の中に光軸と直交する方向にシフト調整させる調整レンズを設けたレンズ鏡胴が特許公報に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２７１６４８号公報

特許文献１においては、調整用レンズは鏡枠に固定され、該鏡枠は他のレンズ群と共に筐体に保持されて光軸と直交する方向にシフト可能に構成されている。但し、このレンズ鏡胴は二つの筐体から構成され、一方の筐体はズームレンズの前方の光学系を保持し、他方の筐体はズームレンズの後方の光学系を保持している。そして、二つの筐体の接続部分に調整用レンズを保持する鏡枠が配置されている。

このようにレンズ鏡胴を二つの筐体で構成してユニット化することは組立や修理の点では効率が良い点があるが、レンズ性能を保証するためには誤差が大きくなる。

そこで、一つの筐体に全てのがズームレンズの光学系を配置することが考えられ、二つの筐体で構成する場合よりは誤差が減少する。しかし、ズームレンズは多数のレンズから構成されているので、一つの筐体であってもレンズの部品誤差や組立誤差はあり、同様に調整用レンズを設けてシフト調整させなければならない。

この際に、筐体の内部は保持するレンズに応じて形状や寸法が様々に形成されている。そして、筐体を樹脂で成型するのが一般的であるので、筐体の断面形状を略四角形にし、光軸と平行な所定の１面を開口させ、筐体の内部を成型する金型を開口させた方向に型抜きすることが行われる。換言すれば、筐体を光軸と直交する方向に切断した断面形状が略コの字形になるように形成し、コの字の空いている方向に筐体の内部を成型する金型を型抜きする。

しかし、このようにして筐体の内部を成型する金型を型抜きした場合、ある程度の抜き勾配が必要になる。一方、調整用レンズを保持する鏡枠は筐体の内部に光軸と略直交する方向に設けられた壁部に保持されることになる。そして、該壁部は前述と同様に型抜きされるため、抜き勾配が設けられる。

この結果、壁部に設けられた抜き勾配によって調整用レンズを保持する鏡枠がチルトし、調整用レンズも光軸に対してチルトしてしまうという問題が生じ、レンズ性能に悪影響が生ずる。

また、前記壁部に抜き勾配を設けずに成型することも可能ではあるが、成型後に樹脂の特性によって変形や収縮が生じ、場合によっては調整用レンズを保持する面が抜き勾配とは逆方向の傾斜となることがある。この結果、前述と同様に調整用レンズのチルトの問題が生ずる。

更に、前記壁部に抜き勾配を設けずに成型し、成型後にも該壁部に勾配が生じなかった場合であっても、他のレンズを保持する鏡枠との兼ね合いにより充分なレンズ性能が得られないことがある。この場合は、調整用レンズを敢えてチルトさせることにより、より良いレンズ性能が得られことがある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、調整用レンズを保持する鏡枠が、筐体の内部に光軸と略直交する方向に配置された壁部に保持された際に、調整用レンズが抜き勾配によってチルトすることがなく、また、必要に応じて調整用レンズを所望の方向にチルトさせることも可能なレンズ鏡胴、及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置を提案することを目的とする。

なお、特許文献１の如く、レンズ鏡胴を二つの筐体で構成し、二つの筐体の接続部分に調整用レンズを保持する鏡枠を配置した場合には、該鏡枠と当接する壁部を光軸方向に型抜きすることができるので、抜き勾配は不要であり、上述の問題は生じない。従って、特許文献１には調整用レンズのチルトを是正する課題や形態は記載されていない。

前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．変倍及び／又は焦点合わせのために光軸方向に移動するレンズと光軸方向に移動しないレンズで構成された撮像光学系と、
前記撮像光学系を保持する筐体と、を備えたレンズ鏡胴であって、
前記移動しないレンズであってシフト調整をおこなう調整レンズを保持する鏡枠を有し、
前記筐体は、前記撮像光学系の光軸と直交する方向の断面形状が所定の方向に開口して略コの字形に形成されると共に、前記鏡枠が組み込まれる壁部が前記光軸と略直交する方向に一体で成形により形成され、
前記壁部には、前記鏡枠を回転不能に保持する凹部が形成され、
前記鏡枠は、前記壁部側の面に前記調整レンズのチルトを補正すべく突出量が異なる複数の突部を有すると共に、前記壁部側の面の反対側の面に、前記調整レンズの前記撮像光学系の光軸と直交する方向へのシフトを可能とすべく、前記調整レンズの外形より大きい凹部が形成され、該凹部に前記調整レンズが挿着されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
２．１に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

本発明のレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置によれば、調整用レンズを保持する鏡枠が、筐体の内部に光軸と略直交する方向に設けられて勾配を有する壁部に保持された際に、調整用レンズがチルトすることがない。また、前記壁部に勾配が生じない場合であっても、敢えて調整用レンズをチルトさせ、より良いレンズ性能を得ることも可能である。

本発明の実施の形態を図を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係わるレンズ鏡胴を備えた撮像装置の一例であるカメラ１００の主要構成ユニットの内部配置を示す斜視図である。

カメラ１００において、変倍可能な撮像光学系を保持したレンズ鏡胴７０が図示の如く右側に縦長に配置され、その上部に被写体光を入射させる開口部８１が配置されている。開口部８１には、開口部８１を露呈する開状態と開口部８１を被覆する閉状態とに切り換え可能な不図示のレンズバリアが設けられている。

８２はフラッシュ発光窓であり、フラッシュ発光窓８２の後方には反射傘、キセノン管、メインコンデンサ及び回路基板等で構成されるフラッシュユニット８３が配置されている。８４はカード型の画像記録用メモリである。８５はカメラ１００の各部へ電源を供給する電池である。画像記録用メモリ８４及び電池８５は不図示の蓋部材を開放して挿脱可能に構成されている。

カメラ１００の上面には、レリーズ釦８６が配置され、その１段目の押下により測光や測距が行われ、２段目の押下により露光が行われる。８７はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ８７により動作状態に切り替えられると、前記レンズバリアが開状態になると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ８７により非動作状態に切り替えられると、該レンズバリアは閉状態になると共に、各部の動作が終了する。

本カメラの背面には、ＬＣＤ等で構成され、画像や文字情報等を表示する画像表示部８８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップやズームダウンを行うズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部８８に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行う。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等が配置されている。

図２はレンズ鏡胴７０に保持された撮像光学系を示す図であり、図２（Ａ）はレンズ鏡胴７０の縦断面図、図２（Ｂ）は撮像光学系を形成する各レンズ群の移動を示す図である。

１は第１レンズ群であり、レンズ１１、プリズム１２、レンズ１３及びレンズ１４から構成されている。図１の開口部８１を通過した被写体光束はレンズ１１を透過した後、プリズム１２（屈曲光学系）で屈曲され、レンズ１３及びレンズ１４を透過する。従って、レンズ１１の光軸ＯＡとレンズ１３及びレンズ１４の光軸ＯＢは略直交している。なお、第１レンズ群１は筐体２１に固定され移動しない。

２は第２レンズ群であり、鏡枠３２に保持されている。第２レンズ群２は図２（Ｂ）に示す如く広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って後退する。

Ｓはシャッタユニットであり、不図示のセクタ及び絞りを内蔵している。

３は第３レンズ群（調整レンズ）であり、鏡枠３３に保持され、更に鏡枠３３は筐体２１に固定されていて、第３レンズ群３は移動しない。但し、後述する如く、各レンズ群の部品誤差や組立誤差を補正するために、第３レンズ群３は光軸ＯＢと直交する方向にシフト調整される。

４は第４レンズ群であり、鏡枠３４に保持されている。第４レンズ群４は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って前進する。

５は第５レンズ群であり、鏡枠３５に保持されている。第５レンズ群５は広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時には光軸ＯＢに沿って前進する。なお、第５レンズ群５は変倍の後、実線と破線で示す範囲内で移動して焦点調節が行われる。

６は第６レンズ群であり、筐体２１に固定されていて、第６レンズ群６は移動しない。

７は光学フィルタであり、赤外カットフィルタ及びオプチカルローパスフィルタが積層され、第２筐体２２に固定されている。

８は撮像素子であり、ＣＣＤ型イメージセンサ若しくはＣＭＯＳ型イメージセンサ等が用いられ、筐体２１に固定されている。

また、筐体２１は光軸ＯＢと直交して切断した断面形状が略コの字形に形成され、紙面右部が底部となり、紙面に垂直な二つの壁部が側壁を構成している。従って、紙面左部には開口した開口部を有している。そこで、この開口部を蓋部材２２で被覆している。

次に、第３レンズ群３及び鏡枠３３について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。図３は第３レンズ群３及び鏡枠３３等の斜視図、図４において図４（Ａ）は第３レンズ群３及び鏡枠３３等の断面図、図４（Ｂ）は突部を示す鏡枠３３の平面図、図５は異なる形状の突部を有する鏡枠３３の断面図と平面図である。

先ず図３において、前述の如く筐体２１は略コの字形に形成されており、鏡枠３３を保持する壁部２１１が光軸ＯＢと略直交する方向に形成されている。また、壁部２１１には鏡枠３３を保持するための馬蹄形の様な凹部２１１ａが設けられ、凹部２１１ａには第３レンズ群３からの射出光を通過させる貫通孔２１１ｂが設けられている。

一方、鏡枠３３には第３レンズ群３を保持する凹部３３ａが設けられ、凹部３３ａには第３レンズ群３からの射出光を通過させる貫通孔３３ｂが設けられている。

このように構成し、鏡枠３３を壁部２１１の凹部２１１ａに挿着し、接着剤で接合する。なお、鏡枠３３の外形寸法より凹部２１１ａの内径寸法は僅かに大きく形成されているので、鏡枠３３は凹部２１１ａによって上下左右に位置決めされ、また回転することもない。

次に、第３レンズ群３を鏡枠３３の凹部３３ａに挿着するが、第３レンズ群３の外形寸法より凹部３３ａの内径寸法は数ミリ大きく形成されている。

このように構成された状態で、筐体２１に前述のレンズ群１〜６、光学フィルタ７及び撮像素子８を挿着して未調整のレンズ鏡胴７０を組み立てて、所定の治具に装着する。続いて、撮像素子８を配線し、レンズ鏡胴７０にて所定のチャートを撮像して、モニタに表示させる。この状態で、モニタに表示されたチャートの画像を見ながら、第３レンズ群３を光軸ＯＢと直交する方向にシフト調整し、画質が所望の状態になったならば、接着剤で第３レンズ群３を鏡枠３３に固定する。

なお、場合によっては特定のレンズ群のみを挿着した状態で、第３レンズ群３をシフト調整してもよい。

また、シフト調整にあたっては、不図示の治具を用いて第３レンズ群３を鏡枠３３の凹部３３ａに対して撮像素子８の方向に一定の力を加えながら光軸ＯＢと直交する方向に移動させる。ここで、力を受ける壁部２１１は充分な強度を有する厚みに形成されている。

ところで、筐体２１は樹脂の射出成型によって加工される。前述の如く筐体２１の一方の面は開口されているので、筐体２１の内部を形成する金型は開口部の方向に型抜きされる。従って、図４（Ａ）に示す如く、筐体２１の壁部２１１の形成には抜き勾配が必要である。即ち、壁部２１１には光軸ＯＢと直交する方向に対し角度θの傾斜が付く。このように、壁部２１１の凹部２１１ａにおける鏡枠３３と当接する壁面２１１ｃは傾斜面となるので、単に鏡枠３３を壁面２１１ｃに当接させたのでは鏡枠３３が傾いて装着されてしまう。この結果、第３レンズ群３の光軸が光軸ＯＢに対して傾いたチルト状態になり、撮像光学系としての画質が低下する。

そこで、図４（Ｂ）にも示す如く、鏡枠３３における壁面２１１ｃ側の面から複数の突部３３ｃを突出させ、複数の突部３３ｃの先端面を同一の角度θで傾斜させる。これによって、複数の突部３３ｃが壁面２１１ｃに当接した際に、第３レンズ群３がチルトすることがなく、筐体２１の抜き勾配によって撮像光学系の画質が低下することがない。

なお、図４（Ａ）において抜き勾配を明示するために大きな角度で描いてあるが、実際の抜き勾配の角度θは例えば１度程度であり、鏡枠３３の寸法も小さい。従って、図４においては突部３３ｃの先端面を傾斜面でなく光軸ＯＢと直交する面に形成してもあまり影響はない。従って、図４（Ｂ）における突部３３ｃ１の突出量を突部３３ｃ２及び３３ｃ３の突出量より大きくし、突部３３ｃ２及び３３ｃ３の突出量を同一にして、突部３３ｃ１と、突部３３ｃ２及び３３ｃ３との段差が角度θに相当するようにすればよい。

また、突部３３ｃは壁面２１１ｃを押圧して部分的に変形させる虞があるので、ある程度の面積を有していることが望ましいが、このような虞がなければ、図５に示す如く突部を半球状に形成し、点当たりとしてもよい。

更に、突部３３ｃの数は３個が望ましいが、場合によっては４個以上であってもよい。

また、壁部２１１の壁面２１１ｃの抜き勾配の角度と、複数の突部３３ｃによって補正する角度とを同一にせず、第３レンズ群３のみを光軸ＯＢに対して敢えて若干チルトさせることにより、撮像光学系全体のチルトを補正して画質を向上させることも可能である。

また、前記壁部に抜き勾配を設けずに成型することも可能ではあるが、成型後に樹脂の特性によって変形や収縮が生じ、場合によっては壁部の壁面が抜き勾配とは逆方向の傾斜面となることがある。この場合であっても、前述と同様に鏡枠３３に突出量が異なる複数の突部３３ｃを設けることにより、調整用レンズがチルトすることを防止できる。

更に、前記壁部に抜き勾配を設けずに成型し、成型後にも該壁部に勾配が生じない場合であっても、他のレンズを保持する鏡枠との兼ね合いにより充分なレンズ性能が得られないことがある。この場合も、鏡枠３３に突出量が異なる複数の突部３３ｃを設け、調整用レンズを敢えてチルトさせることにより、より良いレンズ性能が得られことがある。

その他に、以上の如く説明した形態は壁部２１１に鏡枠３３を固着し、その後で鏡枠３３に対して第３レンズ群３をシフト調整した。しかし、予め第３レンズ群３を鏡枠３３に固着し、鏡枠３３を壁部２１１に対してシフト調整するようにしてもよい。この場合は、第３レンズ群３と鏡枠３３の凹部３３ａとを嵌合状態にし、凹部２１１ａの内径寸法を第３レンズ群３の外形寸法より数ミリ大きく形成することになる。

また、付言すれば、図２に示すレンズ鏡胴７０においては第３レンズ群３とシャッタユニットＳとが近接しているので、シャッタユニットＳが邪魔になって第３レンズ群３のシフト調整を行い難い。この場合は、第３レンズ群３をシフト調整した後にシャッタユニットＳを挿着すればよい。

カメラの主要構成ユニットの内部配置を示す斜視図である。 レンズ鏡胴に保持された撮像光学系を示す図である。 第３レンズ群及び鏡枠等の斜視図である。 第３レンズ群及び鏡枠等の断面図及び鏡枠の平面図である。 異なる形状の突部を有する鏡枠等の断面図及び平面図である。

符号の説明

１２ プリズム
２１ 筐体
２１１ 壁部
２１１ａ，３３ａ 凹部
２１１ｂ，３３ｂ 貫通孔
２１１ｃ 壁面
３ 第３レンズ群
３３ 鏡枠
３３ｃ，３３ｃ１，３３ｃ２，３３ｃ３ 突部
７０ レンズ鏡胴
１００ カメラ
ＯＡ，ＯＢ 光軸
θ 角度

Claims (2)

1. 変倍及び／又は焦点合わせのために光軸方向に移動するレンズと光軸方向に移動しないレンズで構成された撮像光学系と、
   前記撮像光学系を保持する筐体と、を備えたレンズ鏡胴であって、
   前記移動しないレンズであってシフト調整をおこなう調整レンズを保持する鏡枠を有し、
   前記筐体は、前記撮像光学系の光軸と直交する方向の断面形状が所定の方向に開口して略コの字形に形成されると共に、前記鏡枠が組み込まれる壁部が前記光軸と略直交する方向に一体で成形により形成され、
   前記壁部には、前記鏡枠を回転不能に保持する凹部が形成され、
   前記鏡枠は、前記壁部側の面に前記調整レンズのチルトを補正すべく突出量が異なる複数の突部を有すると共に、前記壁部側の面の反対側の面に、前記調整レンズの前記撮像光学系の光軸と直交する方向へのシフトを可能とすべく、前記調整レンズの外形より大きい凹部が形成され、該凹部に前記調整レンズが挿着されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。

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