レンズ鏡筒及び撮像装置
【課題】簡素な構成でレンズ鏡筒を構成できるとともに、焦点位置を容易に調整する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動可能に保持する固定筒１０８と、固定筒１０８に対して回動可能に設けられ、回動に伴って第１群レンズ保持筒１１０及び第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動する回転筒（外筒１０２、中筒１０４及び内筒１０６）と、を備え、回転筒は、第１群レンズ保持筒１１０を光軸方向に移動する中筒１０４と、第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動する外筒１０２及び内筒１０６とを含み、中筒１０４に対する外筒１０２及び内筒１０６の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備える。
【解決手段】レンズ鏡筒は、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動可能に保持する固定筒１０８と、固定筒１０８に対して回動可能に設けられ、回動に伴って第１群レンズ保持筒１１０及び第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動する回転筒（外筒１０２、中筒１０４及び内筒１０６）と、を備え、回転筒は、第１群レンズ保持筒１１０を光軸方向に移動する中筒１０４と、第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動する外筒１０２及び内筒１０６とを含み、中筒１０４に対する外筒１０２及び内筒１０６の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１に記載されているように、２群構成のズームレンズにおいて、固定筒に対してカム筒を回動させて、第１レンズ保持筒と第２レンズ保持筒をともに光軸方向に移動する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、フォーカスを調整するために、第１レンズ保持筒を移動筒に対して光軸方向に移動させる構成とされており、構造が複雑になるとともに、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成でレンズ鏡筒を構成できるとともに、焦点位置を容易に調整することが可能な、新規かつ改良されたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を備え、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備えるレンズ鏡筒が提供される。
【０００７】
上記構成によれば、第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒は、第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、調整部は、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。従って、フォーカス調整用の筒を別途に設けることなく、簡素な構成で２群構成のズームレンズを構成することができる。
【０００８】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられる。この構成により、偏芯ピンを調整用の孔に対して回動することで、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することが可能となる。
【０００９】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させる。この構成により、第２群レンズの近傍の大きさを最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形される。この構成により、固定筒に対する雌ヘリコイドの角度位置の精度を大幅に高めることができ、第１群レンズと第２群レンズの間隔を高精度に規定することができる。
【００１１】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成される。この構成により、第２群レンズが固定筒の内側にかん合する構成においても、第４の回転筒の回動を第２群レンズに対して伝達することが可能となる。
【００１２】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。この構成により、第１の回転筒に対する第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができ、この結果、第１の回転筒に対する第４の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができる。
【００１３】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動する。この構成により、第１の回転筒の固定筒に対する光軸方向の位置精度を緩和できるため、製造コストを低減することができる。
【００１４】
レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用される。この構成により、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することで、所望の位置にピントを合わせることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を有し、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を有するレンズ鏡筒と、前記第１群レンズ及び前記第２群レンズにより被写体像が結像される撮像面を有する撮像素子と、を備える撮像装置が提供される。
【００１６】
上記構成によれば、第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒は、第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、調整部は、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。従って、フォーカス調整用の筒を別途に設けることなく、簡素な構成で２群構成のズームレンズを構成することができる。
【００１７】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられる。この構成により、偏芯ピンを調整用の孔に対して回動することで、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することが可能となる。
【００１８】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させる。この構成により、第２群レンズの近傍の大きさを最小限に抑えることが可能となる。
【００１９】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形される。この構成により、固定筒に対する雌ヘリコイドの角度位置の精度を大幅に高めることができ、第１群レンズと第２群レンズの間隔を高精度に規定することができる。
【００２０】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成される。この構成により、第２群レンズが固定筒の内側にかん合する構成においても、第４の回転筒の回動を第２群レンズに対して伝達することが可能となる。
【００２１】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。この構成により、第１の回転筒に対する第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができ、この結果、第１の回転筒に対する第４の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができる。
【００２２】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動する。この構成により、第１の回転筒の固定筒に対する光軸方向の位置精度を緩和できるため、製造コストを低減することができる。
【００２３】
レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用される。この構成により、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することで、所望の位置にピントを合わせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡素な構成でレンズ鏡筒を構成できるとともに、焦点位置を容易に調整することが可能なレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】レンズ鏡筒の外観を示す斜視図である。
【図２】レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図３】レンズ鏡筒の光軸に沿った断面を示す模式図である。
【図４】内筒に設けられた突起と、第２群レンズ保持筒に設けられたリブを示す斜視図である。
【図５】ズームロックピンの機能を説明するための模式図である。
【図６】雌ヘリコイドを６条のヘリコイドで構成した場合を示す模式図である。
【図７】雌ヘリコイドを３条のヘリコイドで構成した場合を示す模式図である。
【図８】パンフォーカスを調整する際に用いる偏芯ピンを示す斜視図である。
【図９】偏芯ピンによってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。
【図１０】偏芯ピンによってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。
【図１１】偏芯ピンを挿入した状態において、偏芯ピンの中心軸の位置における断面を示す模式図である。
【図１２】偏芯ピンを挿入した状態において、偏芯ピンの中心軸の位置における断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る撮像装置のレンズ鏡筒１００について説明する。一例として、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、監視カメラなどの撮像装置に用いることができる。
【００２８】
レンズ鏡筒１００は、２群構成のズームレンズに適用されるものである。一例として、本実施形態では、２群構成のパンフォーカスズームレンズに適用した場合を説明する。パンフォーカスズームレンズは、至近から無限遠の全域でピントが合った状態の画像を撮像することができるレンズであり、至近から無限遠の全域でピントが合った状態で焦点距離をワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）まで変化させることができる。
【００２９】
バリフォーカルのズームレンズの場合、ズームにより焦点距離を動かすと、ピントがずれてしまう。このため、監視カメラ等に適用した場合は、カメラを所望の位置に設置した後にズーミングを行うと、ピントも合わせる必要があり、作業が煩雑となる。これに対し、パンフォーカスズームレンズの場合は、カメラ設置後にズーム調整のみを行えばよく、ピント調整が不要であるため、設置時の作業を大幅に軽減することができる。
【００３０】
図１は、レンズ鏡筒１００の外観を示す斜視図である。また、図２は、レンズ鏡筒１００の分解斜視図である。また、図３は、レンズ鏡筒１００の光軸に沿った断面を示す模式図である。
【００３１】
図１〜図３に示すように、レンズ鏡筒１００は、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６、固定筒１０８、第１群レンズ保持筒１１０、第２群レンズ保持筒１１２を有して構成されている。第１群レンズ保持筒１１０には、第１群レンズ１２０が装着されている。また、第２群レンズ保持筒１１２には、第２群レンズ１２２が装着されている。中筒１０４には、ユーザが外筒１０２を回動させる際に手で保持するとともに、ズーム位置をロックするためのズームロックピン１１８が装着されている。
【００３２】
図３に示すように、固定筒１０８の外周に中筒１０４が回動可能にかん合している。中筒１０４の外周には、外筒１０２がネジ１１４によって固定され、外筒１０２と中筒１０４は一体化されている。
【００３３】
図２及び図３に示すように、中筒１０４の内周面には、３つの直進溝１０４ａが設けられている。また、固定筒１０８の前側には、３つのカム溝１０８ａ（斜行カム）が設けられている。
【００３４】
固定筒１０８内には、前側（被写体側）に第１群レンズ保持筒１１０が挿入され、後側に第２群レンズ保持筒１１２が挿入されている。第１群レンズ保持筒１１０の外周には、３つのカムフォロワ１１０ａが設けられている。３つのカムフォロワ１１０ａは、中筒１０４の３つの直進溝１０４ａと、固定筒１０８の３つのカム溝１０８ａに対応する位置に設けられている。３つのカムフォロワ１１０ａのそれぞれは、固定筒１０８の前側に設けられたカム溝１０８ａに挿通され、中筒１０４の３つの直進溝１０４ａに挿入されている。
【００３５】
内筒１０６は、固定筒１０８内の第１群レンズ保持筒１１０よりも後ろ側に挿入されており、固定筒１０８に対して回動可能とされている。固定筒１０８には、カム溝１０８ａよりも後側に溝１０８ｂが３箇所設けられている。外筒１０２の外周には３つのネジ１１６が挿入され、３つのネジ１１６のそれぞれは、３つの溝１０８ｂを挿通して内筒１０６のネジ孔１０６ａに固定されている。これにより、外筒１０２と内筒１０６がネジ１１６によって一体化されている。つまり、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は、ネジ１１４及びネジ１１６によって一体化されている。ネジ１１６は、固定筒１０８の円周方向に延在して形成された溝１０８ｂに挿入されているため、外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６は、一体化された状態で回動することができる。
【００３６】
内筒１０６には、後側に向かって延在する突起１０６ａが設けられている。突起１０６ａは、第２群レンズ保持筒１１２に設けられたリブ１１２ａと係合している。第２群レンズ保持筒１１２の外周面には、雄ヘリコイド１１２ａが設けられている。雄ヘリコイド１１２ａは、固定筒１０８の後側の内面に設けられた雌ヘリコイド１０８ｃと係合している。このように、第２群レンズ保持筒１１２をヘリコイドで固定筒１０８に支持するようにしたため、第２群レンズ保持筒１１２の外側における固定筒１０８の外径を最小限に抑えることができる。従って、レンズ鏡筒１００の後側（撮像素子１３０側）に設けられるレンズマウント部の外径を縮小することができ、撮像装置の小型化を達成できる。
【００３７】
図３では、レンズ鏡筒１００とともに、レンズ鏡筒１００の後側に配置された撮像素子１３０を示している。撮像素子１３０の撮像面には、第１群レンズ１２０及び第２群レンズ１２２によって被写体像が結像される。本実施形態に係る撮像装置は、レンズ鏡筒１００と撮像素子１３０を有して構成されている。
【００３８】
図４は、内筒１０６に設けられた突起１０６ａと、第２群レンズ保持筒１１２に設けられたリブ１１２ａを示す斜視図である。図４に示すように、内筒１０６に設けられた突起１０６ａには溝１０６ｂが設けられている。また、第２群レンズ保持筒１１２には穴１１２ｂが設けられ、２つの穴１０２ｂの間にリブ１１２ａが設けられている。溝１０６ｂの幅は、リブ１１２ａの幅に対応しており、溝１０６ｂはリブ１１２ａに挿入されてリブ１１２ａと係合している。
【００３９】
図５は、ズームロックピン１１８の機能を説明するための模式図である。図５（Ｂ）は、ズームロックピン１１８の位置におけるレンズ鏡筒１００の断面を示す模式図であって、レンズ鏡筒１００を被写体側から見た状態を示す図５（Ａ）の一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示している。図５（Ｂ）に示すように、ズームロックピン１１８に設けられた雄ネジ１１８ｂは、中筒１０４に設けられた雌ネジ１０４ｂと係合している。ユーザがズームロックピン１１８を締め込むと、ズームロックピン１１８の先端が固定筒１０８の外周面に当接し、中筒１０４が固定筒１０８に対して固定される。一方、ユーザがズームロックピン１１８を緩めると、ズームロックピン１１８の先端が固定筒１０８の外周から離間する。従って、ユーザはズームロックピン１１８を操作することで、中筒１０４を回動させるとともに、中筒１０４と一体化された外筒１０２、内筒１０６を回動させることができる。
【００４０】
また、図５（Ｂ）は、内筒１０６の突起１０６ａが、第２群レンズ保持筒１１２の穴１１２ｂに挿入された位置における断面を示している。図５に示すように、突起１０６ａが、穴１１２ｂに挿入されることによって、溝１０６ｂがリブ１１２ａに挿入される。
【００４１】
以上の構成において、ユーザがズームロックピン１１８を緩めてズームロックピン１１８を操作することで、一体化された外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６を回動させることができる。中筒１０４が回動すると、中筒１０４の直進溝１０４ａが光軸を中心として回動することにより、第１群レンズ保持筒１１０の３つのカムフォロワ１１０ａが、固定筒１０８のカム溝１０８ａに沿って移動する。これにより、第１群レンズ保持筒１１０は、カム溝１０８ａに沿って回動しながら光軸方向に移動する。
【００４２】
また、内筒１０６が回動すると、内筒１０６の溝１０６ｂが第２群レンズ保持筒１１２のリブ１１２ａと係合しているため、第２群レンズ保持筒１１２が内筒１０６とともに回動する。第２群レンズ保持筒１１２は、雄ヘリコイド１１２ａが固定筒１０８の雌ヘリコイド１０８ｃと係合しているため、回動に伴い光軸方向に移動する。この際、内筒１０６は光軸方向に移動することなく回動し、第２群レンズ保持筒１１２は雄ヘリコイド１１２ａ及び雌ヘリコイド１０８ｃにより回動しながら光軸方向へ移動するため、溝１０６ｂとリブ１１２ａの光軸方向の相対的な位置は変化する。
【００４３】
従って、本実施形態によれば、非常に簡素な構成で、外筒１０２のズームロックピン１１８を回動させることによって、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動させることが可能となる。この際、カム溝１０８ａによる第１群レンズ保持筒１１０の光軸方向の移動量と、雄ヘリコイド１１２ａ及び雌ヘリコイド１０８ｃによる第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の移動量は異なるため、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２は、光軸方向の相対的な位置が変化しながら光軸方向に移動する。
【００４４】
また、第１群レンズ保持筒１１０のカムフォロワ１１０ａは、固定筒１０８に設けられたカム溝１０８ａに沿って移動し、回動する中筒１０４に対しては直進溝１０４ａと係合している。従って、固定筒１０８に対して中筒１０４が光軸方向にガタの分だけ移動したとしても、第１群レンズ保持筒１１０の光軸方向の位置はカム溝１０８ａによって正確に規定される。同様に、第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の位置は、雌ヘリコイド１０８ｃに対する雄ヘリコイド１１２ａの角度位置によって規定され、内筒１０６の光軸方向の位置がガタのだけ移動したとしても、第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の位置は雌ヘリコイド１０８ｃ及び雄ヘリコイド１１２ａによって正確に規定される。
【００４５】
従って、一体化された外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は、光軸方向の位置については、ある程度の余裕を持たせて規定することができる。具体的には、ネジ１１６が固定筒１０８の溝１０８ｂを挿通しているため、一体化された外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６の光軸方向の位置を規定することができるが、一体化された外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６の光軸方向移動は、第１群レンズ保持筒１１０及び第２群レンズ保持筒１１２の位置に影響を与えない。従って、ネジ１１６に対する溝１０８ｂの幅に余裕を持たせることができるとともに、溝１０８ｂの位置、ネジ１１６の位置などに関する精度を必要以上に高めることが不要となり、製造コストを低減することができる。
【００４６】
また、第２群レンズ保持筒１１２は、雄ヘリコイド１１２ａによって固定筒１０８とかん合しているため、内筒１０６の外径は、固定筒１０８にはかん合しておらず、高い精度が不要となる。従って、製造コストを低減することが可能である。
【００４７】
以上の構成において、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は一体に回動する。ここで、本明細書及び特許請求の範囲では、一体化された外筒１０２、中筒１０４及び内筒１０６の全体を「回転筒」と称し、中筒１０４を「第１の回転筒」と称し、一体化された外筒１０２及び内筒１０６を「第２の回転筒」と称する。更に、「第２の回転筒」のうち、外筒１０２を「第３の回転筒」と称し、内筒１０６を「第４の回転筒」と称するものとする。
【００４８】
次に、固定筒１０８の雌ヘリコイド１０８ｃの構成について説明する。図６及び図７は、雌ヘリコイド１０８ｃの構成を示す断面図であって、光軸に沿った断面を示している。ここで、図６は雌ヘリコイド１０８ｃを６条のヘリコイドで構成した場合を示しており、図７は雌ヘリコイド１０８ｃを３条のヘリコイドで構成した場合を示している。図６のように雌ヘリコイド１０８ｃを６条のヘリコイドで構成した場合、ヘリコイドの始点の終点が角度位置でオーバーラップしてしまうため、図６のヘリコイドを形成するためには、固定筒１０８を成型する金型を廻し抜きしなければならない。この場合、第１群のカム溝１０８ａに対する雌ヘリコイド１０８ｃの位相バラツキ（光軸を中心とする角度位置のバラツキ）が大きくなり、この結果、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の相対的な位置の誤差が大きくなる。
【００４９】
一方、図７のように雌ヘリコイド１０８ｃを３条のヘリコイドで構成した場合、ヘリコイドの始点Ｐ１と終点Ｐ２が角度位置でオーバーラップしないため、金型を廻し抜きする必要がなく、金型を直進抜きすることができる。これにより、カム溝１０８ａに対する雌ヘリコイド１０８ｃの寸法誤差を最小限に抑えることができるため、焦点深度の深いレンズであればパンフォーカスの調整が不要となる。また、焦点深度の浅いレンズでもパンフォーカスの調整余裕を小さく設定出来るため、鏡筒設計の自由度を大幅に高めることができる。
【００５０】
次に、第１群と第２群の間隔の調整方法について説明する。上述したように、本実施形態のレンズ鏡筒１００は、パンフォーカスズームレンズに適用可能であり、至近から無限遠の全域でピントが合った状態の画像を撮像することができる。一方、第１群レンズ１２０と第２群ンズ１２２の位置は、部品公差に応じてバラツキが発生するため、レンズ鏡筒１００を組み立てた状態では、撮像素子１３０の撮像面上でピントが合っていない場合が想定される。このため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の位置を調節して、撮像面上でピントが合うように調整を行う。
【００５１】
上述したように、外筒１０２と中筒１０４と、ネジ１１４によって一体化されている。図１及び図５（Ａ）に示すように、ネジ１１４は、端部のフランジが中筒１０４の面１０４ｃに密着することによって、外筒１０２に対して中筒１０４を固定する。ここで、面１０４ｃの大きさは、ネジ１１４の端部のフランジよりも大きく形成されており、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整できるように構成されている。これにより、外筒１０２に対する中筒１０４の光軸を中心とする角度位置を相対的に調整することが可能である。
【００５２】
外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置が変化すると、内筒１０６が外筒１０２に対して固定されているため、結果として中筒１０４と内筒１０６の光軸を中心とする角度位置が変化する。そして、第１群レンズ保持筒１１０は中筒１０４の直進溝１０４ａの角度位置によって光軸方向の位置が規定され、第２群レンズ保持筒１１２は内筒１０６の溝１０６ｂの角度位置によって光軸方向の位置が規定されるため、中筒１０４と内筒１０６の相対的な角度位置が変化すると、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向における相対的な位置が変化する。従って、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整することによって、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向における相対的な位置を調整することができる。
【００５３】
本実施形態のようにパンフォーカスのズームレンズに適用した場合、至近から無限遠の全てのズーム域で合焦した状態とするためには、所定のズーム位置（例えばワイド端）において、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の間隔を設計値通りに設定し、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２を設計値通りの位置に配置する。一方、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の光軸方向の位置を規定する各構成要素には、製造上の寸法誤差があるため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の間隔及び位置が設計値通りとならない場合が想定される。このような場合においても、本実施形態のレンズ鏡筒１００によれば、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整することによって、外筒１０２に対する中筒１０４の相対的な角度位置を調整することができるため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２を所望の位置に調整することができ、至近から無限遠の全域で合焦したパンフォーカスの状態とすることができる。
【００５４】
このように、外筒１０２に係合するネジ１１４と中筒１０４の面１０４ｃによって、外筒１０２に対する中筒１０４の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部が設けられている。
【００５５】
特に、撮像素子１３０の高画素化に伴い、１群と２群の間隔はより高い精度が必要になる。調整の方法としては、ズームロックピン１１８で第１群レンズ１２０の位置を所定の位置に固定した後、調整部により第２群レンズ１２２を所定の位置に調整する。または、第２群レンズ１２２の位置を所定の位置に固定した後、調整部により第１群レンズ１２０を所定の位置に調整しても良い。本実施形態のパンフォーカスズームレンズは、一例として２ｍの被写体にピントを合わせると、至近から無限遠の全域にピントが合うように構成されている。
【００５６】
なお、調整部により第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の位置を調整することにより、パンフォーカス以外のズームレンズにおいても、ピント調整を行うことが可能である。従って、本実施形態のレンズ鏡筒１００は、パンフォーカスズームレンズへの適用に限定されるものではない。
【００５７】
以下、パンフォーカスの調整方法について詳細に説明する。図８は、パンフォーカスを調整する際に用いる偏芯ピン２００を示す斜視図である。偏芯ピン２００の先端には、中心軸から偏芯した位置に突起２００ａが設けられている。また、偏芯ピン２００の先端には、所定の直径を有する外周面２００ｂが設けられている。
【００５８】
図１に示すように、外筒１０２には、偏芯ピン２００が挿入される調整用の孔１０２ｃが設けられている。孔１０２ｃの内径は、偏芯ピン２００の外周面２００ｂの外径と対応している。そして、中筒１０４の外周面において、孔１０２ｃに対応する位置には溝１０４ｄが設けられている。
【００５９】
図９及び図１０は、偏芯ピン２００によってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。パンフォーカスの調整時には、図９及び図１０に示すように、偏芯ピン２００を調整用の孔１０２ｃに挿入し、突起２００ａを溝１０４ｄに係合させる。そして、この状態で偏芯ピン２００を回動させて、中筒１０４に対する外筒１０２の光軸を中心とする相対的な角度位置を調整する。
【００６０】
図１１及び図１２は、偏芯ピン２００を挿入した状態において、偏芯ピン２００の中心軸の位置における断面を示す模式図である。ここで、図１１は光軸に沿った断面（図９の一点鎖線ＩＩ−ＩＩ’に沿った断面）を示しており、図１０は、光軸に直交する方向に沿った断面（図１０の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿った断面）を示している。図９に示すように、偏芯ピン２００を調整用の孔１０２ｃに挿入すると、偏芯ピン２００の外周面２００ｂは、調整用の孔１０２ｃに対して回動可能にかん合する。偏芯ピン２００の突起２００ａを中筒１０４の溝１０４ｄに係合させた状態で偏芯ピン２００を回動させると、偏芯ピン２００の突起２００ａは孔１０２ｃの中心に対して偏芯しているため、孔１０２ｃに対して溝１０４ｄの位置が相対的に移動する。これにより、孔１０２ｃが設けられた外筒１０２に対して、溝１０４ｄが設けられた中筒１０４を、光軸を中心として回動させることができる。
【００６１】
調整の際には、ネジ１１４を緩めておき、偏芯ピン２００を回動させて外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置を所望の位置に調整した後、ネジ１１４を締めることによって外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置を固定する。なお、調整の際には、偏芯ピン２００を回動させながら、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２によって被写体像が結像される撮像素子（ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなど）の撮像面上での合焦状態を検出し、もっともピントが合った位置でネジ１１４を締めるようにする。これにより、至近から無限遠の全域でピントが合ったパンフォーカスの状態に調整することができる。
【００６２】
なお、調整は偏芯ピン２００による方法に限定されるものではなく、外筒１０２と中筒１０４の相対的な角度位置を調整できる方法であれば、様々な手法を用いることができる。
【００６３】
以上説明したように本実施形態によれば、レンズ鏡筒１００を簡単な鏡筒構造にすることができるとともに、組み立て作業性を向上することができ、製造コストを低減することが可能となる。また、外筒１０２と中筒１０４の相対的な角度位置を調整可能な構成により、第１群レンズ１２０と第２群レンズの間隔を微調整することが可能となる。従って、焦点の位置を高精度に調整することが可能となり、パンフォーカスズームレンズにおけるパンフォーカス調整を容易に行うことが可能となる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６５】
１００ レンズ鏡筒
１０２ 外筒
１０２ｃ 孔
１０４ 中筒
１０４ｄ 溝
１０６ 内筒
１０８ 固定筒
１０８ａ カム溝
１０８ｃ 雌ヘリコイド
１１０ 第１群レンズ保持筒
１１２ 第２群レンズ保持筒
１１２ａ 雄ヘリコイド
１２０ 第１群レンズ
１２２ 第２群レンズ
２００ 偏芯ピン
２００ａ 突起
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１に記載されているように、２群構成のズームレンズにおいて、固定筒に対してカム筒を回動させて、第１レンズ保持筒と第２レンズ保持筒をともに光軸方向に移動する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３５２４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、フォーカスを調整するために、第１レンズ保持筒を移動筒に対して光軸方向に移動させる構成とされており、構造が複雑になるとともに、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成でレンズ鏡筒を構成できるとともに、焦点位置を容易に調整することが可能な、新規かつ改良されたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を備え、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備えるレンズ鏡筒が提供される。
【０００７】
上記構成によれば、第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒は、第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、調整部は、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。従って、フォーカス調整用の筒を別途に設けることなく、簡素な構成で２群構成のズームレンズを構成することができる。
【０００８】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられる。この構成により、偏芯ピンを調整用の孔に対して回動することで、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することが可能となる。
【０００９】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させる。この構成により、第２群レンズの近傍の大きさを最小限に抑えることが可能となる。
【００１０】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形される。この構成により、固定筒に対する雌ヘリコイドの角度位置の精度を大幅に高めることができ、第１群レンズと第２群レンズの間隔を高精度に規定することができる。
【００１１】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成される。この構成により、第２群レンズが固定筒の内側にかん合する構成においても、第４の回転筒の回動を第２群レンズに対して伝達することが可能となる。
【００１２】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。この構成により、第１の回転筒に対する第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができ、この結果、第１の回転筒に対する第４の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができる。
【００１３】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動する。この構成により、第１の回転筒の固定筒に対する光軸方向の位置精度を緩和できるため、製造コストを低減することができる。
【００１４】
レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用される。この構成により、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することで、所望の位置にピントを合わせることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を有し、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を有するレンズ鏡筒と、前記第１群レンズ及び前記第２群レンズにより被写体像が結像される撮像面を有する撮像素子と、を備える撮像装置が提供される。
【００１６】
上記構成によれば、第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒は、第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、調整部は、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。従って、フォーカス調整用の筒を別途に設けることなく、簡素な構成で２群構成のズームレンズを構成することができる。
【００１７】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられる。この構成により、偏芯ピンを調整用の孔に対して回動することで、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することが可能となる。
【００１８】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させる。この構成により、第２群レンズの近傍の大きさを最小限に抑えることが可能となる。
【００１９】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形される。この構成により、固定筒に対する雌ヘリコイドの角度位置の精度を大幅に高めることができ、第１群レンズと第２群レンズの間隔を高精度に規定することができる。
【００２０】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成される。この構成により、第２群レンズが固定筒の内側にかん合する構成においても、第４の回転筒の回動を第２群レンズに対して伝達することが可能となる。
【００２１】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する。この構成により、第１の回転筒に対する第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができ、この結果、第１の回転筒に対する第４の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することができる。
【００２２】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動する。この構成により、第１の回転筒の固定筒に対する光軸方向の位置精度を緩和できるため、製造コストを低減することができる。
【００２３】
レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用される。この構成により、第１の回転筒に対する第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することで、所望の位置にピントを合わせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡素な構成でレンズ鏡筒を構成できるとともに、焦点位置を容易に調整することが可能なレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】レンズ鏡筒の外観を示す斜視図である。
【図２】レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図３】レンズ鏡筒の光軸に沿った断面を示す模式図である。
【図４】内筒に設けられた突起と、第２群レンズ保持筒に設けられたリブを示す斜視図である。
【図５】ズームロックピンの機能を説明するための模式図である。
【図６】雌ヘリコイドを６条のヘリコイドで構成した場合を示す模式図である。
【図７】雌ヘリコイドを３条のヘリコイドで構成した場合を示す模式図である。
【図８】パンフォーカスを調整する際に用いる偏芯ピンを示す斜視図である。
【図９】偏芯ピンによってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。
【図１０】偏芯ピンによってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。
【図１１】偏芯ピンを挿入した状態において、偏芯ピンの中心軸の位置における断面を示す模式図である。
【図１２】偏芯ピンを挿入した状態において、偏芯ピンの中心軸の位置における断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る撮像装置のレンズ鏡筒１００について説明する。一例として、本実施形態に係るレンズ鏡筒１００は、監視カメラなどの撮像装置に用いることができる。
【００２８】
レンズ鏡筒１００は、２群構成のズームレンズに適用されるものである。一例として、本実施形態では、２群構成のパンフォーカスズームレンズに適用した場合を説明する。パンフォーカスズームレンズは、至近から無限遠の全域でピントが合った状態の画像を撮像することができるレンズであり、至近から無限遠の全域でピントが合った状態で焦点距離をワイド（Ｗｉｄｅ）からテレ（Ｔｅｌｅ）まで変化させることができる。
【００２９】
バリフォーカルのズームレンズの場合、ズームにより焦点距離を動かすと、ピントがずれてしまう。このため、監視カメラ等に適用した場合は、カメラを所望の位置に設置した後にズーミングを行うと、ピントも合わせる必要があり、作業が煩雑となる。これに対し、パンフォーカスズームレンズの場合は、カメラ設置後にズーム調整のみを行えばよく、ピント調整が不要であるため、設置時の作業を大幅に軽減することができる。
【００３０】
図１は、レンズ鏡筒１００の外観を示す斜視図である。また、図２は、レンズ鏡筒１００の分解斜視図である。また、図３は、レンズ鏡筒１００の光軸に沿った断面を示す模式図である。
【００３１】
図１〜図３に示すように、レンズ鏡筒１００は、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６、固定筒１０８、第１群レンズ保持筒１１０、第２群レンズ保持筒１１２を有して構成されている。第１群レンズ保持筒１１０には、第１群レンズ１２０が装着されている。また、第２群レンズ保持筒１１２には、第２群レンズ１２２が装着されている。中筒１０４には、ユーザが外筒１０２を回動させる際に手で保持するとともに、ズーム位置をロックするためのズームロックピン１１８が装着されている。
【００３２】
図３に示すように、固定筒１０８の外周に中筒１０４が回動可能にかん合している。中筒１０４の外周には、外筒１０２がネジ１１４によって固定され、外筒１０２と中筒１０４は一体化されている。
【００３３】
図２及び図３に示すように、中筒１０４の内周面には、３つの直進溝１０４ａが設けられている。また、固定筒１０８の前側には、３つのカム溝１０８ａ（斜行カム）が設けられている。
【００３４】
固定筒１０８内には、前側（被写体側）に第１群レンズ保持筒１１０が挿入され、後側に第２群レンズ保持筒１１２が挿入されている。第１群レンズ保持筒１１０の外周には、３つのカムフォロワ１１０ａが設けられている。３つのカムフォロワ１１０ａは、中筒１０４の３つの直進溝１０４ａと、固定筒１０８の３つのカム溝１０８ａに対応する位置に設けられている。３つのカムフォロワ１１０ａのそれぞれは、固定筒１０８の前側に設けられたカム溝１０８ａに挿通され、中筒１０４の３つの直進溝１０４ａに挿入されている。
【００３５】
内筒１０６は、固定筒１０８内の第１群レンズ保持筒１１０よりも後ろ側に挿入されており、固定筒１０８に対して回動可能とされている。固定筒１０８には、カム溝１０８ａよりも後側に溝１０８ｂが３箇所設けられている。外筒１０２の外周には３つのネジ１１６が挿入され、３つのネジ１１６のそれぞれは、３つの溝１０８ｂを挿通して内筒１０６のネジ孔１０６ａに固定されている。これにより、外筒１０２と内筒１０６がネジ１１６によって一体化されている。つまり、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は、ネジ１１４及びネジ１１６によって一体化されている。ネジ１１６は、固定筒１０８の円周方向に延在して形成された溝１０８ｂに挿入されているため、外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６は、一体化された状態で回動することができる。
【００３６】
内筒１０６には、後側に向かって延在する突起１０６ａが設けられている。突起１０６ａは、第２群レンズ保持筒１１２に設けられたリブ１１２ａと係合している。第２群レンズ保持筒１１２の外周面には、雄ヘリコイド１１２ａが設けられている。雄ヘリコイド１１２ａは、固定筒１０８の後側の内面に設けられた雌ヘリコイド１０８ｃと係合している。このように、第２群レンズ保持筒１１２をヘリコイドで固定筒１０８に支持するようにしたため、第２群レンズ保持筒１１２の外側における固定筒１０８の外径を最小限に抑えることができる。従って、レンズ鏡筒１００の後側（撮像素子１３０側）に設けられるレンズマウント部の外径を縮小することができ、撮像装置の小型化を達成できる。
【００３７】
図３では、レンズ鏡筒１００とともに、レンズ鏡筒１００の後側に配置された撮像素子１３０を示している。撮像素子１３０の撮像面には、第１群レンズ１２０及び第２群レンズ１２２によって被写体像が結像される。本実施形態に係る撮像装置は、レンズ鏡筒１００と撮像素子１３０を有して構成されている。
【００３８】
図４は、内筒１０６に設けられた突起１０６ａと、第２群レンズ保持筒１１２に設けられたリブ１１２ａを示す斜視図である。図４に示すように、内筒１０６に設けられた突起１０６ａには溝１０６ｂが設けられている。また、第２群レンズ保持筒１１２には穴１１２ｂが設けられ、２つの穴１０２ｂの間にリブ１１２ａが設けられている。溝１０６ｂの幅は、リブ１１２ａの幅に対応しており、溝１０６ｂはリブ１１２ａに挿入されてリブ１１２ａと係合している。
【００３９】
図５は、ズームロックピン１１８の機能を説明するための模式図である。図５（Ｂ）は、ズームロックピン１１８の位置におけるレンズ鏡筒１００の断面を示す模式図であって、レンズ鏡筒１００を被写体側から見た状態を示す図５（Ａ）の一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面を示している。図５（Ｂ）に示すように、ズームロックピン１１８に設けられた雄ネジ１１８ｂは、中筒１０４に設けられた雌ネジ１０４ｂと係合している。ユーザがズームロックピン１１８を締め込むと、ズームロックピン１１８の先端が固定筒１０８の外周面に当接し、中筒１０４が固定筒１０８に対して固定される。一方、ユーザがズームロックピン１１８を緩めると、ズームロックピン１１８の先端が固定筒１０８の外周から離間する。従って、ユーザはズームロックピン１１８を操作することで、中筒１０４を回動させるとともに、中筒１０４と一体化された外筒１０２、内筒１０６を回動させることができる。
【００４０】
また、図５（Ｂ）は、内筒１０６の突起１０６ａが、第２群レンズ保持筒１１２の穴１１２ｂに挿入された位置における断面を示している。図５に示すように、突起１０６ａが、穴１１２ｂに挿入されることによって、溝１０６ｂがリブ１１２ａに挿入される。
【００４１】
以上の構成において、ユーザがズームロックピン１１８を緩めてズームロックピン１１８を操作することで、一体化された外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６を回動させることができる。中筒１０４が回動すると、中筒１０４の直進溝１０４ａが光軸を中心として回動することにより、第１群レンズ保持筒１１０の３つのカムフォロワ１１０ａが、固定筒１０８のカム溝１０８ａに沿って移動する。これにより、第１群レンズ保持筒１１０は、カム溝１０８ａに沿って回動しながら光軸方向に移動する。
【００４２】
また、内筒１０６が回動すると、内筒１０６の溝１０６ｂが第２群レンズ保持筒１１２のリブ１１２ａと係合しているため、第２群レンズ保持筒１１２が内筒１０６とともに回動する。第２群レンズ保持筒１１２は、雄ヘリコイド１１２ａが固定筒１０８の雌ヘリコイド１０８ｃと係合しているため、回動に伴い光軸方向に移動する。この際、内筒１０６は光軸方向に移動することなく回動し、第２群レンズ保持筒１１２は雄ヘリコイド１１２ａ及び雌ヘリコイド１０８ｃにより回動しながら光軸方向へ移動するため、溝１０６ｂとリブ１１２ａの光軸方向の相対的な位置は変化する。
【００４３】
従って、本実施形態によれば、非常に簡素な構成で、外筒１０２のズームロックピン１１８を回動させることによって、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２を光軸方向に移動させることが可能となる。この際、カム溝１０８ａによる第１群レンズ保持筒１１０の光軸方向の移動量と、雄ヘリコイド１１２ａ及び雌ヘリコイド１０８ｃによる第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の移動量は異なるため、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２は、光軸方向の相対的な位置が変化しながら光軸方向に移動する。
【００４４】
また、第１群レンズ保持筒１１０のカムフォロワ１１０ａは、固定筒１０８に設けられたカム溝１０８ａに沿って移動し、回動する中筒１０４に対しては直進溝１０４ａと係合している。従って、固定筒１０８に対して中筒１０４が光軸方向にガタの分だけ移動したとしても、第１群レンズ保持筒１１０の光軸方向の位置はカム溝１０８ａによって正確に規定される。同様に、第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の位置は、雌ヘリコイド１０８ｃに対する雄ヘリコイド１１２ａの角度位置によって規定され、内筒１０６の光軸方向の位置がガタのだけ移動したとしても、第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向の位置は雌ヘリコイド１０８ｃ及び雄ヘリコイド１１２ａによって正確に規定される。
【００４５】
従って、一体化された外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は、光軸方向の位置については、ある程度の余裕を持たせて規定することができる。具体的には、ネジ１１６が固定筒１０８の溝１０８ｂを挿通しているため、一体化された外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６の光軸方向の位置を規定することができるが、一体化された外筒１０２、中筒１０４、及び内筒１０６の光軸方向移動は、第１群レンズ保持筒１１０及び第２群レンズ保持筒１１２の位置に影響を与えない。従って、ネジ１１６に対する溝１０８ｂの幅に余裕を持たせることができるとともに、溝１０８ｂの位置、ネジ１１６の位置などに関する精度を必要以上に高めることが不要となり、製造コストを低減することができる。
【００４６】
また、第２群レンズ保持筒１１２は、雄ヘリコイド１１２ａによって固定筒１０８とかん合しているため、内筒１０６の外径は、固定筒１０８にはかん合しておらず、高い精度が不要となる。従って、製造コストを低減することが可能である。
【００４７】
以上の構成において、外筒１０２、中筒１０４、内筒１０６は一体に回動する。ここで、本明細書及び特許請求の範囲では、一体化された外筒１０２、中筒１０４及び内筒１０６の全体を「回転筒」と称し、中筒１０４を「第１の回転筒」と称し、一体化された外筒１０２及び内筒１０６を「第２の回転筒」と称する。更に、「第２の回転筒」のうち、外筒１０２を「第３の回転筒」と称し、内筒１０６を「第４の回転筒」と称するものとする。
【００４８】
次に、固定筒１０８の雌ヘリコイド１０８ｃの構成について説明する。図６及び図７は、雌ヘリコイド１０８ｃの構成を示す断面図であって、光軸に沿った断面を示している。ここで、図６は雌ヘリコイド１０８ｃを６条のヘリコイドで構成した場合を示しており、図７は雌ヘリコイド１０８ｃを３条のヘリコイドで構成した場合を示している。図６のように雌ヘリコイド１０８ｃを６条のヘリコイドで構成した場合、ヘリコイドの始点の終点が角度位置でオーバーラップしてしまうため、図６のヘリコイドを形成するためには、固定筒１０８を成型する金型を廻し抜きしなければならない。この場合、第１群のカム溝１０８ａに対する雌ヘリコイド１０８ｃの位相バラツキ（光軸を中心とする角度位置のバラツキ）が大きくなり、この結果、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の相対的な位置の誤差が大きくなる。
【００４９】
一方、図７のように雌ヘリコイド１０８ｃを３条のヘリコイドで構成した場合、ヘリコイドの始点Ｐ１と終点Ｐ２が角度位置でオーバーラップしないため、金型を廻し抜きする必要がなく、金型を直進抜きすることができる。これにより、カム溝１０８ａに対する雌ヘリコイド１０８ｃの寸法誤差を最小限に抑えることができるため、焦点深度の深いレンズであればパンフォーカスの調整が不要となる。また、焦点深度の浅いレンズでもパンフォーカスの調整余裕を小さく設定出来るため、鏡筒設計の自由度を大幅に高めることができる。
【００５０】
次に、第１群と第２群の間隔の調整方法について説明する。上述したように、本実施形態のレンズ鏡筒１００は、パンフォーカスズームレンズに適用可能であり、至近から無限遠の全域でピントが合った状態の画像を撮像することができる。一方、第１群レンズ１２０と第２群ンズ１２２の位置は、部品公差に応じてバラツキが発生するため、レンズ鏡筒１００を組み立てた状態では、撮像素子１３０の撮像面上でピントが合っていない場合が想定される。このため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の位置を調節して、撮像面上でピントが合うように調整を行う。
【００５１】
上述したように、外筒１０２と中筒１０４と、ネジ１１４によって一体化されている。図１及び図５（Ａ）に示すように、ネジ１１４は、端部のフランジが中筒１０４の面１０４ｃに密着することによって、外筒１０２に対して中筒１０４を固定する。ここで、面１０４ｃの大きさは、ネジ１１４の端部のフランジよりも大きく形成されており、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整できるように構成されている。これにより、外筒１０２に対する中筒１０４の光軸を中心とする角度位置を相対的に調整することが可能である。
【００５２】
外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置が変化すると、内筒１０６が外筒１０２に対して固定されているため、結果として中筒１０４と内筒１０６の光軸を中心とする角度位置が変化する。そして、第１群レンズ保持筒１１０は中筒１０４の直進溝１０４ａの角度位置によって光軸方向の位置が規定され、第２群レンズ保持筒１１２は内筒１０６の溝１０６ｂの角度位置によって光軸方向の位置が規定されるため、中筒１０４と内筒１０６の相対的な角度位置が変化すると、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向における相対的な位置が変化する。従って、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整することによって、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２の光軸方向における相対的な位置を調整することができる。
【００５３】
本実施形態のようにパンフォーカスのズームレンズに適用した場合、至近から無限遠の全てのズーム域で合焦した状態とするためには、所定のズーム位置（例えばワイド端）において、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の間隔を設計値通りに設定し、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２を設計値通りの位置に配置する。一方、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の光軸方向の位置を規定する各構成要素には、製造上の寸法誤差があるため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の間隔及び位置が設計値通りとならない場合が想定される。このような場合においても、本実施形態のレンズ鏡筒１００によれば、面１０４ｃ上でネジ１１４を固定する位置を調整することによって、外筒１０２に対する中筒１０４の相対的な角度位置を調整することができるため、第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２を所望の位置に調整することができ、至近から無限遠の全域で合焦したパンフォーカスの状態とすることができる。
【００５４】
このように、外筒１０２に係合するネジ１１４と中筒１０４の面１０４ｃによって、外筒１０２に対する中筒１０４の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部が設けられている。
【００５５】
特に、撮像素子１３０の高画素化に伴い、１群と２群の間隔はより高い精度が必要になる。調整の方法としては、ズームロックピン１１８で第１群レンズ１２０の位置を所定の位置に固定した後、調整部により第２群レンズ１２２を所定の位置に調整する。または、第２群レンズ１２２の位置を所定の位置に固定した後、調整部により第１群レンズ１２０を所定の位置に調整しても良い。本実施形態のパンフォーカスズームレンズは、一例として２ｍの被写体にピントを合わせると、至近から無限遠の全域にピントが合うように構成されている。
【００５６】
なお、調整部により第１群レンズ１２０と第２群レンズ１２２の位置を調整することにより、パンフォーカス以外のズームレンズにおいても、ピント調整を行うことが可能である。従って、本実施形態のレンズ鏡筒１００は、パンフォーカスズームレンズへの適用に限定されるものではない。
【００５７】
以下、パンフォーカスの調整方法について詳細に説明する。図８は、パンフォーカスを調整する際に用いる偏芯ピン２００を示す斜視図である。偏芯ピン２００の先端には、中心軸から偏芯した位置に突起２００ａが設けられている。また、偏芯ピン２００の先端には、所定の直径を有する外周面２００ｂが設けられている。
【００５８】
図１に示すように、外筒１０２には、偏芯ピン２００が挿入される調整用の孔１０２ｃが設けられている。孔１０２ｃの内径は、偏芯ピン２００の外周面２００ｂの外径と対応している。そして、中筒１０４の外周面において、孔１０２ｃに対応する位置には溝１０４ｄが設けられている。
【００５９】
図９及び図１０は、偏芯ピン２００によってパンフォーカス調整を行う様子を示す模式図である。パンフォーカスの調整時には、図９及び図１０に示すように、偏芯ピン２００を調整用の孔１０２ｃに挿入し、突起２００ａを溝１０４ｄに係合させる。そして、この状態で偏芯ピン２００を回動させて、中筒１０４に対する外筒１０２の光軸を中心とする相対的な角度位置を調整する。
【００６０】
図１１及び図１２は、偏芯ピン２００を挿入した状態において、偏芯ピン２００の中心軸の位置における断面を示す模式図である。ここで、図１１は光軸に沿った断面（図９の一点鎖線ＩＩ−ＩＩ’に沿った断面）を示しており、図１０は、光軸に直交する方向に沿った断面（図１０の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿った断面）を示している。図９に示すように、偏芯ピン２００を調整用の孔１０２ｃに挿入すると、偏芯ピン２００の外周面２００ｂは、調整用の孔１０２ｃに対して回動可能にかん合する。偏芯ピン２００の突起２００ａを中筒１０４の溝１０４ｄに係合させた状態で偏芯ピン２００を回動させると、偏芯ピン２００の突起２００ａは孔１０２ｃの中心に対して偏芯しているため、孔１０２ｃに対して溝１０４ｄの位置が相対的に移動する。これにより、孔１０２ｃが設けられた外筒１０２に対して、溝１０４ｄが設けられた中筒１０４を、光軸を中心として回動させることができる。
【００６１】
調整の際には、ネジ１１４を緩めておき、偏芯ピン２００を回動させて外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置を所望の位置に調整した後、ネジ１１４を締めることによって外筒１０２に対する中筒１０４の角度位置を固定する。なお、調整の際には、偏芯ピン２００を回動させながら、第１群レンズ保持筒１１０と第２群レンズ保持筒１１２によって被写体像が結像される撮像素子（ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなど）の撮像面上での合焦状態を検出し、もっともピントが合った位置でネジ１１４を締めるようにする。これにより、至近から無限遠の全域でピントが合ったパンフォーカスの状態に調整することができる。
【００６２】
なお、調整は偏芯ピン２００による方法に限定されるものではなく、外筒１０２と中筒１０４の相対的な角度位置を調整できる方法であれば、様々な手法を用いることができる。
【００６３】
以上説明したように本実施形態によれば、レンズ鏡筒１００を簡単な鏡筒構造にすることができるとともに、組み立て作業性を向上することができ、製造コストを低減することが可能となる。また、外筒１０２と中筒１０４の相対的な角度位置を調整可能な構成により、第１群レンズ１２０と第２群レンズの間隔を微調整することが可能となる。従って、焦点の位置を高精度に調整することが可能となり、パンフォーカスズームレンズにおけるパンフォーカス調整を容易に行うことが可能となる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６５】
１００ レンズ鏡筒
１０２ 外筒
１０２ｃ 孔
１０４ 中筒
１０４ｄ 溝
１０６ 内筒
１０８ 固定筒
１０８ａ カム溝
１０８ｃ 雌ヘリコイド
１１０ 第１群レンズ保持筒
１１２ 第２群レンズ保持筒
１１２ａ 雄ヘリコイド
１２０ 第１群レンズ
１２２ 第２群レンズ
２００ 偏芯ピン
２００ａ 突起
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、
前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を備え、
前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、
前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備えることを特徴とする、レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、
前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させることを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形されたことを特徴とする、請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することを特徴とする、請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動することを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
パンフォーカスズームレンズに適用されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を有し、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を有するレンズ鏡筒と、
前記第１群レンズ及び前記第２群レンズにより被写体像が結像される撮像面を有する撮像素子と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、
前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられたことを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させることを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形されたことを特徴とする、請求項９記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成されることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することを特徴とする、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動することを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用されることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１】
第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、
前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を備え、
前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、
前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を備えることを特徴とする、レンズ鏡筒。
【請求項２】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、
前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させることを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形されたことを特徴とする、請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することを特徴とする、請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動することを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
パンフォーカスズームレンズに適用されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
第１群レンズと第２群レンズを光軸方向に移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒に対して回動可能に設けられ、回動に伴って前記第１群レンズ及び前記第２群レンズを光軸方向に移動する回転筒と、を有し、前記回転筒は、前記第１群レンズを光軸方向に移動する第１の回転筒と、前記第２群レンズを光軸方向に移動する第２の回転筒とを含み、前記第１の回転筒に対する前記第２の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整する調整部を有するレンズ鏡筒と、
前記第１群レンズ及び前記第２群レンズにより被写体像が結像される撮像面を有する撮像素子と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の回転筒には前記調整のために偏芯ピンが挿入される調整用の孔が設けられ、
前記第１の回転筒の前記調整用の孔に対応する位置には前記偏芯ピンの偏芯した突起が挿入される溝が設けられたことを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第２群レンズは、ヘリコイドにより前記固定筒と係合し、前記第２の回転筒は回動に伴い前記第２群レンズを回動させて光軸方向へ移動させることを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記固定筒の内周面に雌ヘリコイドが設けられ、前記雌ヘリコイドは、成形型の直進抜きによって成形されたことを特徴とする、請求項９記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第２の回転筒は、前記固定筒の外周に配置された第３の回転筒と、前記固定筒の内周に配置された第４の回転筒から構成されることを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記調整部は、前記第１の回転筒に対する前記第３の回転筒の光軸を中心とする角度位置を調整することを特徴とする、請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１群レンズは、前記第１の回転筒の回動に伴い、前記固定筒の斜行カムに沿って回動しながら光軸方向へ移動することを特徴とする、請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記レンズ鏡筒は、パンフォーカスズームレンズに適用されることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれかに記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−６４８４８（Ｐ２０１３−６４８４８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３１５０（Ｐ２０１１−２０３１５０）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５００５４８８８４）三星テクウィン株式会社 (156)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２８ Ｓｕｎｇｊｕ−ｄｏｎｇ，Ｃｈａｎｇｗｏｎ−ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｓａｎｇｎａｍ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（５００５４８８８４）三星テクウィン株式会社 (156)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２８ Ｓｕｎｇｊｕ−ｄｏｎｇ，Ｃｈａｎｇｗｏｎ−ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｓａｎｇｎａｍ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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