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JP3914420B2 - Optical unit eccentricity adjustment mechanism - Google Patents
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JP3914420B2 - Optical unit eccentricity adjustment mechanism - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ等の光学機器に装備される光学ユニットの改良に関し、特に光学ユニットを構成する複数のレンズ間の光軸ずれを防止するための偏芯調整機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カメラ等の光学機器に装備される光学系は、図6(a)に示した如き観察装置によって調整される。即ち、図6(a)は光学系1により結像される撮影像を観察するための装置構成を示しており、スクリーン7上に光学系1による撮影像が結像される。この調整装置に装備される光学系1は、光源2、コンデンサレンズ3、投影像を形成するためのチャート4、複数のレンズから成る被調芯光学ユニット5、その他のレンズ群6を備えている。
図6(b)は、被調芯光学ユニット5の内部構成を示す断面図であり、この被調芯光学ユニット5は、円形の第1のレンズ系11、及び該第1のレンズ系11を保持する筒状の第1のレンズ枠12から成る第1のレンズユニット13と、円形の第2のレンズ系15、及び該第2のレンズ系15を保持する筒状の第2のレンズ枠16から成る第2のレンズユニット17と、を備え、第1のレンズ枠12の内周面によって第2のレンズ枠16の外周面を保持した構成を備えている。
このような光学系1において、組み付けを完了したレンズ群6を構成する各レンズに誤差がある場合や、レンズ11、15間の光軸にズレがある場合や、レンズ鏡胴(レンズ枠)に精度誤差がある場合には、結像面上に誤差が生じて収差が発生する。
このようなレンズ間に発生する光軸のずれを解消するために、従来は特定のレンズ、この例で言えば、被調芯光学ユニット5中に含まれる2つのレンズ11、15の相対的位置を光軸と直交する方向(シフト方向)へずらすことによって収差を相殺する調芯作業を行っていた。
従来の調芯作業では、例えば、調芯されるレンズ15を保持するレンズ枠16の外周と、調芯の基準となる他のレンズ11を保持するレンズ枠12の内径との間に若干(片側0.1mmから0.15mm程度)の隙間を持たせ、調芯されるレンズ枠16を光軸と直交する方向にシフトできるような構造を持たせている。
調芯作業時では、図6(a)に示した如き光学系1を、専用の調芯治具にセットし、被調芯光学ユニット5を構成する2つのレンズ系11、15の位置関係をシフト方向に調整しつつ、調芯状態をスクリーン7上に投影された画像を見ながら、もっともバランスの良い画像状態となる位置に、調芯される第2のレンズ系15をシフトして位置を決定する。
この場合、調芯されるレンズ位置の微調整は、専用の調芯治具を用いて光軸に対し直交するX方向・Y方向にシフトさせることで行っている。
調芯後、両レンズ枠12、16間は紫外線硬化型接着剤によりUV接着されるが、従来は、仮接着又は本接着を含めた接着作業を調芯治具上で行っている。なお、仮接着とは、接着工数を低減させる為、最低限度の強度が確保できるレベルでの接着のみ行う接着方法であり、次工程で正規の強度が確保できる本接着を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の調芯方法では、基準とする第1のレンズ系に対して、調芯する第2のレンズ系を、光軸と直交するX方向及びY方向にシフトさせて調芯を行っている。
例えば、特開平8−334664号公報「レンズ偏芯調整治具」(オリンパス)においても、調芯時の光学系の調整では、レンズを光軸に直交する方向に直進的にシフトさせることで調整を行っている。
しかし、これらの「直進シフト」方式ではX方向、Y方向に精度良く動かす為の調芯治具の構成が複雑となり、治工具の開発にコストが掛かる。また、実際の調芯作業においてもミクロン単位で第2のレンズ系をシフト調整する必要があるため、作業者に対してある程度の熟練が求められる。
本発明の一つの目的は、調芯治具の構成の複雑化、高コスト化を防止し、更に熟練を要しない調芯作業を可能とする光学ユニットの偏芯調整機構を提供することにある。
次に、調芯後のレンズ枠同志の固定手段として接着剤を用いることが、調芯される光学系ユニットの小型化や部品点数の削減には有効な手段である。ところが、調芯工程内での接着作業では、例えばUV接着を行ったとしても、接着剤が硬化するまでの時間は、被調芯光学ユニットが調芯治具を専有してしまう為、本来の調芯作業の生産性が下がってしまう。
本発明の他の目的は、調芯後のレンズ枠同志の固定手段として接着剤を用いた場合であっても、調芯治具から被調芯光学ユニットを取り外した状態で接着剤を硬化させることにより、調芯治具の稼働率を高めて生産性を向上させることにある。
次に、調芯を要する光学ユニットを構成する2つのレンズ枠間を接着剤によらずに固定する保持部材は、以前商品化された例もある。この保持部材は、ネジ止めを必要とする構成であり、調芯工程後もレンズ枠から取り外されること無く、光学系構成部品に組みつけられて使用されるものである。しかし、ネジ止めを行うことによる工程の煩雑化、保持部材が占有するスペースによる大型化、レイアウトへの制限が懸念される。更に、保持部材が金属バネである場合、これが内面反射発生の要因となるおそれがある。
【0004】
本発明の他の目的は、被調芯光学ユニットを構成する2つのレンズ枠を固定する際に、工程の複雑化、大型化、レイアウトへの制限、更には保持部材等の一部が内面反射発生の原因となることを防止することにある。
また、従来は、被調芯光学ユニットを構成するレンズ枠間を接着するための接着剤塗布用スペースをレンズ枠同志の接合部に別途設けていたため、これがレンズ枠の形状が大型化、複雑化する原因となっていたが、本発明では、格別の接着スペースを設けることなく接着剤の塗布を可能としてスペース効率など改善することを目的とする。
このように本発明は、調芯用に用いられる被調芯光学ユニットにおける調芯方式、調芯機構の改善を目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、第1のレンズ系、及び該第1のレンズ系を保持する筒状の第1のレンズ枠から成る第1のレンズユニットと、第2のレンズ系、及び該第2のレンズ系を保持する筒状の第2のレンズ枠から成る第2のレンズユニットと、を備え、該第1のレンズ枠の内周面によって該第2のレンズ枠の外周面を回転可能に保持した構成を備えた光学ユニットであって、前記第1のレンズ系の光軸と前記第2のレンズ系の光軸とが予め所定値だけ偏芯するように各レンズ枠を構成し、調芯作業時は、前記第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、第2のレンズ系の光軸が、第1のレンズ系の光軸に一致する位置、或いは第1のレンズ系の光軸に極めて近い位置に達するように構成し、前記第1のレンズ枠と第2のレンズ枠は、夫々光軸方向一端縁にフランジ部を備え、前記第1のレンズユニットに対する前記第2のレンズユニットの位置決めを完了した後に、両レンズユニットの各フランジ部同志を結合させる保持部材を備え、前記第1のレンズ枠内周面と、前記第2のレンズ枠外周面との間に所要のギャップを設け、前記第1のレンズ枠に少なくとも一つ設けた貫通穴によって、先端にボール軸受を回転自在に保持した調芯ピンを支持し、前記調芯ピンのボール軸受、又は、該ボール軸受と前記第1のレンズ枠内周面とによって、前記第2のレンズ枠外周面を回転自在に軸支し、前記調整ピンによって第1のレンズ系に対する第2のレンズ系の光軸の偏芯量を所定値に設定したことを特徴とする。
この発明では、調芯に使用する第2のレンズユニットを、回転調整だけの調整方式にすることで、調芯治具の構成を簡略し、調芯作業を簡単にすることができる。従来の如く、調芯に使用するレンズユニットを光軸と直交する方向へシフトさせる微調整作業に比して大幅に作業性を低減できる。また、保持部材を用いて両レンズユニットを固定することにより、調芯工程での接着作業を別工程で行うことを可能とし、調芯工程の工数を下げることができる。また、2つのレンズ間の光軸の調芯を調芯ピンを用いて行い、しかも調芯ピンによって内側のレンズユニットの外周面を回転自在に支持したので、請求項1と同様の、回転させながらの調芯を行うことが可能となる。
【0006】
請求項の発明は、請求項において、前記第1及び第2のレンズ枠に夫々設けたフランジ部の少なくとも一方には、前記保持部材の回転止め用のストッパ部を設けたことを特徴とする。
従来行われていた保持部材のネジ止めをやめて、保持部材自体にバネ性を持たせ、レンズ枠を挟み込むような形にすることにより、保持部材の取付け作業性を改善できる。また、調芯作業後、機能的に不要となった保持部材が簡単に取り外しできるような形状とすることで、レンズユニットのスペースを有効的に活用できるとともに、保持部材が原因で発生する光学系内の内面反射映り込みによる画像劣化を未然に防止することができる。
請求項の発明は、請求項1又はにおいて、前記第2のレンズ枠のフランジ部には、第2のレンズユニットを回転させる回転治具に設けた複数の突起を夫々嵌合する複数の治具穴が貫通形成されており、該治具穴は、調芯作業後の接着工程で、第2のレンズ枠を第1のレンズ枠と接着する際の接着剤塗布用のスペースとして利用されることを特徴とする。
第2のレンズ枠のフランジ部に、第2のレンズユニット全体を回転治具によって回転させる為に、回転治具の突起を受け入れる「回転治具穴」を複数箇所設けるが、この「回転治具穴」は調芯後不要のスペースとなる。そこで、このスペースを貫通穴にしておいて、この貫通穴から接着剤を充填して第1のレンズ枠と第2のレンズ枠を接着できるようにし、別途接着スペースを設ける必要を無くすることにより、設計自由度や、枠の型構造に負担を掛けないように改善することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明の調整機構によって調芯を受ける被調芯光学ユニットは、図6(a)に示した投影光学系を構成する被調芯光学ユニット5に相当しており、スクリーン7上に結像した画像をビジュアルに確認することができる。従って、本発明の実施形態は図6(a)の構成を参照しながら説明する。
本発明の調整機構は、被調芯光学ユニット5を構成する第1及び第2のレンズユニット13、17の光軸のズレを一致させる方向へ調整すると共に、この調整作業によって後段に位置するレンズ群6が有する製造誤差、組み付け誤差に起因した光軸のずれをも調整するようにしている。
即ち、図1(a)は本発明の光学ユニットの調整機構の構成を説明する断面図であり、この被調芯光学ユニット5は、平面形状が円形の第1のレンズ系11、及び該第1のレンズ系11の外周を保持する筒状の第1のレンズ枠12から成る第1のレンズユニット13と、平面形状が円形の第2のレンズ系15、及び第2のレンズ系15を保持する円筒状の第2のレンズ枠16から成る第2のレンズユニット17と、を備え、第1のレンズ枠12の内周面によって第2のレンズ枠16の外周面を回動可能に保持した構成を備えている。なお、両レンズ枠の位置関係についての実施形態は一例に過ぎず、第1のレンズ枠12の外径側に第2のレンズ枠16が配置された構成も本発明に含まれるものである。
【0008】
本発明の偏芯調整機構30は、第1及び第2のレンズユニット13、17を支持する嵌合穴32及び支持面33を備えた調芯ベース31と、被調芯光学ユニット5側に設けた特徴的な調整のための構造と、から成り立っている。
第1のレンズ枠12は、光軸A1を中心として左右対称形状であり、その各部の肉厚も周方向で均一となっている。第1のレンズ枠12の一端部には第1のレンズ系11を固定的に支持する固定支持部12aが設けられ、その上方には第2のレンズ枠16の外周等を回転自在に支持する凹所状の摺動支持部12bが設けられている。第1のレンズ枠12の外周面は調芯ベース31の嵌合穴32内に嵌合し、他端部に設けたフランジ部12cによって支持面33上に係止されている。
第2のレンズ枠16は、第1のレンズ枠12の摺動支持部12bの内周面と密接する外周面を備えた本体16aの一端寄りの内周にて第2のレンズ系15の外周を固定的に支持し、さらに第1のレンズ枠12のフランジ部12cと対向するフランジ部16bを備えている。フランジ部16bの端面には所定の周方向ピッチにて複数の治具穴(凹所でも可)16cが形成されている。この治具穴16cは、第2のレンズユニット17を回転(回動)させる回転治具41に設けた複数の突起42を夫々嵌合する貫通穴、又は凹所であり、所定の周方向ピッチで複数の治具穴が形成されている。後述するように、貫通穴としての治具穴16cは、調芯作業後の接着工程で、第2のレンズ枠16を第1のレンズ枠12と接着する際の接着剤塗布用のスペースとして利用される。
【0009】
本発明の実施形態の特徴的な構成は、円形の第1のレンズ系11、及び第1のレンズ系11を保持する筒状の第1のレンズ枠12から成る第1のレンズユニット13と、円形の第2のレンズ系15、及び第2のレンズ系15を保持する筒状の第2のレンズ枠16から成る第2のレンズユニット17と、を備え、且つ第1のレンズ枠12の内周面12bによって第2のレンズ枠16の外周面を回動可能に保持した構成を備えた光学ユニット5において、第1のレンズ系11の光軸と第2のレンズ系15の光軸とが所定値ΔXだけ偏芯するように各レンズ枠の構成を予め設定し、調芯作業時は、第1のレンズユニット13に対して第2のレンズユニット17を相対的に回転させることにより、第2のレンズ系15の光軸が、第1のレンズ系11の光軸に一致する位置、或いは第1のレンズ系の光軸に極めて近い位置に達するように構成した点にある。
【0010】
図1(b)及び(c)は本発明の調整機構を構成する第1及び第2のレンズユニットの組み付け状態を示す縦断面図、及び側面図であり、第2のレンズ系15の光軸A2を第1のレンズ系11の光軸A1に対して所定値ΔXだけ径方向へずらすように予め構成している。
前述の如く、第1のレンズ系11に対し、第2のレンズ系15の光軸をあわせこむ調芯方法として、従来のレンズセルの構成は、図6(b)にも示したように、第1のレンズ枠12と第2のレンズ枠16に対して、それぞれ同軸管理を施すことを前提としている。ところが、実際の光学系の場合、レンズ単品の偏芯や、枠の同軸誤差などの積み重ねによって、理想的に光軸を合わせることが困難である。その為に別途偏芯調整という工程が必要となる。
前述の如く従来の偏芯調整は、シフト調整と称し、被調芯レンズである第2のレンズ系15をシフト方向に直線的に移動させて行っていたのであるが、本発明の実施形態では、第1のレンズ系11の光軸A1に対して、第2のレンズ系15の光軸A2が予めΔXだけ偏芯するように、予めX第1のレンズ枠12に対し第2のレンズ枠16を偏芯させるように構成している。この第2のレンズ枠16を、レンズ枠回転治具41にて所要角度回動させることで、もっとも第1のレンズ系11と相性の良い位置を見つけることで調整を行う。
即ち、レンズの設計上、許される偏芯量、及びレンズ枠の構成上の公差積み上げ値より、ΔXを決定し、第1のレンズ系の光軸A1に対し、半径ΔXの円形を描く軌跡の中で最もバランスのとれる位置を決定する。光軸の調整が最もバランス良くとれる位置の決定に際しては、スクリーン7上に投影されるチャート像を観察する等、公知の方法によることができる。
【0011】
この例では、第1のレンズ枠12の各部肉厚を周方向に一定に設定する一方で、第2のレンズ枠16の側壁の肉厚については、例えば図1(a)(b)に図示のように光軸を挟んだ一方の半周分の側壁を厚肉とし、対向する他方の半周分を薄肉としている(なお、図示説明の都合から、図示の側壁の肉厚差は、ΔXの値に対して過大に示されている)。このため、第2のレンズ枠16の円筒状の外周形状自体が、第1のレンズ枠12の円筒状の内周形状に対してΔXずれた状態となり、各レンズ枠12、16によって夫々支持されたレンズ11、15の各光軸A1、A2間にΔXのズレが発生することとなる。
この際、第2のレンズ15の光軸A2は、第1のレンズ11の光軸A1を中心として半径ΔXの円を描くように回転するため、移動軌跡の中で最もバランスの取れる箇所を見つけだしてその位置に第2のレンズユニット17を位置決めすることが、光軸のズレ等に起因した収差の発生を防止する上で有効となる。
また、第2のレンズユニット17を回転させる際の回転中心が第1のレンズ11の光軸A1と一致しない箇所となるように第2のレンズ枠16を構成することにより、第2のレンズ15が回転する際の第2の光軸A2の移動軌跡中に、第1のレンズ11の光軸A1を含ませることが可能となる。即ち、第1の光軸A1と、第2の光軸A2とを完全に一致させることも可能となる。このように構成することにより、被調芯光学ユニット5の後段に位置するレンズ群6における光軸ズレの積み重ねによるエラー成分を被調芯光学ユニット5内における各レンズ11、15間の調芯作業によってキャンセルして収差を無くすることが可能となる。
なお、「ΔX」の量の決定については、例えばレンズ枠12、16がプラスチックの成型品であった場合、成形型の検収データなどに基づいて誤差量を算出する。また、レンズ単品の偏芯量については、レンズ研磨工程の工程能力から算出する。それらのデータの積み上げで「ΔX」を決定することができる。
尚、具体的な「ΔX」の数値としては、量産時の平均的なレンズ枠の同軸度の誤差量がφ0.02程度なので、φ0.02±0.01の範囲で決定する。
【0012】
次に、図2(a)及び(b)に示した被調芯光学ユニットの断面図、及び要部拡大図に基づいて本発明の第2の実施形態を説明する。即ち、上記第1の実施形態では、予めレンズ11、15間を偏芯させる量「ΔX」を、第2のレンズ枠16の寸法に反映しているが、本実施形態では、第1のレンズ枠12の内周面12bと、第2のレンズ枠16の本体16aの外周面との間に所要のギャップG(両レンズ枠の径方向基準位置となるべきところに設ける「偏芯シロ」)が形成されるように、第1のレンズ枠12の内径よりも、第2のレンズ枠16の外径を所定量だけ小さく設定しておく。そして、第1のレンズ枠12に少なくとも一つ設けた貫通穴12Aによって、ピン本体46の先端にボール軸受47を回転自在に保持した調芯ピン45を支持する。複数の調芯ピン45を第1のレンズ枠12の側壁に所定の周方向ピッチで配置して複数の調芯ピン45のボール軸受47により第2のレンズ枠外周面を回転自在に支持しても良い。或いは、第1のレンズユニット13(第1のレンズ枠12の外周面等)を、内周面によって回転自在に支持する中空筒状のレンズユニット受け部材18を設けて、第1のレンズ枠12の枠外周面を回転自在に支持しても良い。符号19は、第1及び第2のレンズユニット13、17の前方に位置する第3のレンズユニットであり、この第3のレンズユニット19は、第3のレンズ系(前群系レンズ)19aと、この第3のレンズ系19aの外周を位置決め支持する第3のレンズ枠19bと、からなる。この第3のレンズ枠19bも、レンズユニット受け部材18によって位置決めされる。第1のレンズユニット13をレンズユニット受け18に対して回動させる際に、回転軸41の使用を可能ならしめるために、第1のレンズ枠12の軸方向一端面にも治具穴12eを形成する。
【0013】
なお、光軸A1は、第1のレンズ系11の光軸と第3のレンズ系19aの光軸とを一致させた光軸であり、この光軸A1に対して第2のレンズ系15の光軸が所定値「ΔX」だけシフトすることとなる。
いずれにしても、調整ピン45の内径方向への突出量を予め所定に設定して、両レンズ11、15の各光軸A1、A2間のずれが所定値「ΔX」となるように設定する。この際、第2のレンズ15の回転中心を第1のレンズ11の光軸A1と一致するように設定しても良いし、それ以外の位置に回転中心が来るようにして第2のレンズを回転させるようにしても良い。
このように本実施形態では、第1のレンズ枠12と第2のレンズ枠16の径方向基準位置となるべきところに「偏芯シロ」と称する隙間を設け、偏芯ピン45により第1のレンズ枠12に対して、第2のレンズ枠16の偏芯量「ΔX」を調整するようにしたので、偏芯方向のバラツキ幅の大きな場合に特に有効的な調芯手段となる。
なお、偏芯量ΔXの決定方法として、例えば調芯を行いたい光学ユニット5の鏡胴を構成するレンズ枠の同軸度をφ0.02(mm)程度とした場合、経験上得られるΔXの値として、φ0.03〜φ0.05(片側0.015〜0.025)程度でテストを行い、試作ステップでレンズ枠の成型条件改善や組立て後の光学系偏芯量の推移、偏芯の方向が安定してきた時の結果を反映してφ0.02±0.01(φ0.01〜φ0.03(片側0.005〜0.015))というように、ΔXを減らしていく。といったステップで決定する。
つまり、本実施形態は、レンズ設計上許される偏芯量及びレンズ枠の構成上の公差積み上げ値より、偏芯量ΔXを決定し、偏芯量ΔXを偏芯ピン45により管理するものである。
【0014】
次に、図3(a)及び(b)は本発明の他の実施形態に係る調整機構の構成を示す断面図、及び斜視図である。
本実施形態の調整機構においては、第1のレンズ枠12と第2のレンズ枠16は、夫々光軸方向一端縁にフランジ部12c、16bを備え、第1のレンズユニット13に対する第2のレンズユニット17の位置決めを完了した後に、両レンズユニットの各フランジ部同志を結合させる保持部材50を備えた構成が特徴的である。
即ち、被調芯レンズ系11、15は、調芯作業後に調整した位置で固定する必要がある。ここでは、調芯作業に支障のない形の「押えバネ」としての保持部材50を用い、調芯完了後は、調芯された第2のレンズ枠16が第1のレンズ枠12から動かないように固定させる。この状態で調芯ベース31より、被調芯光学ユニット5を外して接着工程にて接着作業を行う。接着作業後は保持部材50を撤去しても良い。
保持部材50は、例えばステンレス等の金属材料から成り、近接した2つのフランジ部12c、16bを挟んで弾性的に挟圧保持する2つの挟圧片50aを円弧状の連結片50bにて連結一体化した構成を備えている。保持部材50は、各挟圧片50aを両フランジの側面側から取付けることができる。この保持部材50を2個用いて調芯済みのレンズユニット13、17を固定することにより、調芯ベース31から取り外すことができ、取り外した後も保持し続けることができる。保持部材50によって連結させた両レンズユニット13、17の各フランジ部12c、16b間の間隙に接着剤を塗布充填して硬化させることにより接着が完了した後で、保持部材50を取り外せば、調芯を完了した被調芯光学ユニット5が完成するなお、フランジ部12cの外周縁を屈曲させてフランジ部12bの外径側に位置させた部分12c’の外周面に、保持部材50の挟圧片50aを係止して回転を阻止するストッパ溝、或いはストッパ突起から成るストッパ部12dを設けることにより、挟圧片50aがフランジ部との間で滑り等を起して、せっかく位置決めを完了した両レンズユニット13、17がずれを起こしてしまう不具合を防止することができる。また、保持部材50の回転を阻止することにより、保持部材50によって両フランジ部を挟圧保持した状態で、内側の第2のレンズユニットだけを回転させて調芯作業を行うことも可能となる。
【0015】
この実施形態では、保持部材50を用いて両レンズユニットを固定することにより、調芯工程での接着作業を別工程で行うことを可能とし、調芯工程の工数を下げることができる。
また、調芯治具(調芯ベース)31より取り外して接着を行うことが可能になれば、接着工程の自由度が上がる。例えばUV接着などを考えた場合、調芯治具上ではUV光が回らない部分での接着は不可能であるが、接着が必要なレンズ枠を調芯治具から外してしまえば、全ての部位にUV光を照射できるので、そのような煩わしさがない。したがって、接着工数自体も改善が可能である。
また、従来行われていた保持部材のネジ止めをやめて、保持部材50自体にバネ性を持たせ、両レンズ枠の適所を挟み込むような形にすることにより、保持部材の取付け作業性を改善できる。また、調芯作業後、機能的に不要となった保持部材50が簡単に取り外しできるような形状とすることで、レンズユニットのスペースを有効的に活用できるとともに、保持部材が原因で発生する光学系内の内面反射映り込みによる画像劣化を未然に防止することができる。
【0016】
次に、図4は本発明の第3の実施形態に係る調整機構の構成を示す斜視図であり、図3の実施形態との相違点は、第1のレンズ枠12のフランジ部12cの外周縁の形状を小判型(楕円形、長円形を含む)とし、その長辺部分に挟圧片50aが位置するように構成した保持部材50を利用した点である。なお、長辺部分の外面にストッパ溝又はストッパ突起から成るストッパ部12dを設けてもよいことは勿論である。ストッパ部12dを設けたことにより、両フランジ部を押さえ付けている保持部材50の回転を阻止した状態で、第2のレンズ枠16を回転させることが可能となる。調芯、接着作業終了後は、保持部材を側面方向に取り外しが簡単にできるような構造になっている。
即ち、第1のレンズ枠12は、その内周形状は円筒形であり、内周によって第2のレンズ枠16の外周を回転自在に支持することができる一方で、第1のレンズ枠12の外形を小判型としているので、図3に示した如き円弧状の連結片50bを備えた保持部材50によっては両フランジ部12c、16bを充分に挟圧保持することができない。このため、図示のように2つの挟圧片50aを直線状の連結片50bにより一体化した保持部材50を用いることにより、フランジ部の挟圧保持が可能となる。
次に、図5は本発明の他の実施形態に係るレンズユニット組立て体(被調芯光学ユニット5)の断面図であり、この実施形態では、回転治具穴16cとして第2のレンズ枠のフランジ部16bに形成されている貫通穴を、「回転治具穴兼接着剤塗布スペース」として利用し、この回転治具穴16cから両フランジ部間の接着面に接着剤55を塗布することで第1のレンズ枠と第2のレンズ枠を固定するようにしている。
【0017】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明では、調芯に使用する第2のレンズユニットを、回転調整だけの調整方式にすることで、調芯治具の構成を簡略し、調芯作業を簡単にすることができる。即ち、調芯作業を行うに当たって必要な作業は、調芯される第2のレンズを一体的に備えた第2のレンズ枠(第2のレンズユニット)を回転させるだけなので、従来のようなμ単位で被調芯レンズ系を、光軸に直交する方向にシフト調整する作業は必要ない。したがって、調芯作業が簡単になり、作業性が向上し、量産性が向上する。ひいては作業工数を低減できコストダウンに貢献できる。
更に、保持部材を用いて両レンズユニットを固定することにより、調芯工程での接着作業を別工程で行うことを可能とし、調芯工程の工数を下げることができる。調芯治具の占有時間を短縮し、調芯工数を下げられ、調芯装置の設備投資を押えられる。調芯治具上での接着作業と比較し、接着作業性が向上するとともに、接着位置への制約が著しく改善されるので、接着自体の工数も下がり、量産性が向上すると共に、コストダウンが可能となる。
更に、請求項1の発明では、2つのレンズ間の光軸の調芯を調芯ピンを用いて行い、必要な調芯量をあらかじめ調整可能であり、調整量を予め簡単に変更できる。調芯ピンの先端にボール軸受を設けることにより、第2のレンズ枠に対し第2のレンズ系が偏芯成分をもっていた場合等においては、第2のレンズ枠を回転させる方法での調芯は、有効な手段となる。また、回転させながら第1のレンズ枠に挿入することで、第2のレンズ枠のすわり(傾き方向の成分の発生防止)を安定させることができる。第1のレンズユニットを支持するレンズユニット受け部材の内周面と、第1のレンズ枠の外周面とを基準に、第1のレンズユニット全体を回転させることで、請求項1と同様の回転させながらの調芯を行うことが可能である。したがって部品精度のばらつき幅に対しての対応がしやすく、調芯できないユニットを著しく低減でき、フェイラーコストの発生を押えられる。
【0018】
請求項の発明は、従来行われていた保持部材のネジ止めをやめて、保持部材自体にバネ性を持たせ、レンズ枠を挟み込むような形にすることにより、保持部材の取付け作業性を改善できる。また、調芯作業後、機能的に不要となった保持部材が簡単に取り外しできるような形状とすることで、レンズユニットのスペースを有効的に活用できるとともに、保持部材が原因で発生する光学系内の内面反射映り込みによる画像劣化を未然に防止することができる。保持部材の着脱が簡単なので、保持部材取りつけ工程の負担がネジ止めなどの方式より少ない。また、調芯作業後の取り外しが簡単なので、調芯後、保持部材を取り外すことにより、機能品質確保に直接必要のない保持部材のスペースを別の目的で有効利用することが可能となる。また、この保持部材が金属類から成る場合には、内面反射の要因となることを未然に防止できる。
請求項の発明は、第2のレンズ枠のフランジ部に、第2のレンズユニット全体を回転治具によって回転させる為に、回転治具の突起を受け入れる「回転治具穴」を複数箇所設けるが、この「回転治具穴」は調芯後不要のスペースとなる。そこで、このスペースを貫通穴にしておいて、この貫通穴から接着剤を充填して第1のレンズ枠と第2のレンズ枠を接着できるようにし、別途接着スペースを設ける必要を無くすることにより、設計自由度や、枠の型構造に負担を掛けないように改善することができる。即ち、「回転治具穴」と「接着剤塗布スペース」を兼用することで、新たに接着剤を塗布するスペースを設けることなく、調芯後の固定が可能となる。したがってスペースの有効活用になると共に、レンズ枠の型構造なども簡略化でき、設計自由度が向上するなどのメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の光学ユニットの調整機構の構成を説明する断面図、(b)及び(c)は本発明の調整機構を構成する第1及び第2のレンズユニットの組み付け状態を示す縦断面図、及び側面図。
【図2】(a)及び(b)は本発明の他の実施形態の被調芯光学ユニットの断面図、及び要部拡大図。
【図3】(a)及び(b)は本発明の他の実施形態に係る調整機構を備えた被調芯光学ユニットの断面図、及び外観斜視図。
【図4】本発明の他の実施形態に係る調整機構を備えた被調芯光学ユニットの外観斜視図。
【図5】本発明の他の実施形態に係る調整機構を備えた被調芯光学ユニットの断面図。
【図6】(a)は従来の光学系の一例を示す略図、(b)は被調整光学ユニットの断面図。
【符号の説明】
1 光学系、2 光源、3 コンデンサレンズ、4 チャート、5 被調芯光学ユニット、6 レンズ群、7 スクリーン、11 第1のレンズ系、12 第1のレンズ枠、12a 固定支持部、12b 摺動支持部(内周面)、12c フランジ部、12d ストッパ部、13 第1のレンズユニット、15 第2のレンズ系、16 第2のレンズ枠、16a 本体、16b フランジ部、16c 治具穴、17 第2のレンズユニット、30 調整機構、31 調芯ベース、32 嵌合穴、33 支持面、41 回転治具、42 突起、45 調芯ピン、46 ピン本体、47 ボール軸受、50 保持部材、50a 挟圧辺、50b 連結部材
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an optical unit provided in an optical apparatus such as a camera, and more particularly to an eccentricity adjustment mechanism for preventing an optical axis shift between a plurality of lenses constituting the optical unit.
[0002]
[Prior art]
An optical system equipped in an optical apparatus such as a camera is adjusted by an observation apparatus as shown in FIG. That is, FIG. 6A shows an apparatus configuration for observing a photographed image formed by the optical system 1, and a photographed image by the optical system 1 is formed on the screen 7. An optical system 1 equipped in this adjusting device includes a light source 2, a condenser lens 3, a chart 4 for forming a projected image, a to-be-adjusted optical unit 5 composed of a plurality of lenses, and other lens groups 6. .
FIG. 6B is a cross-sectional view showing the internal configuration of the adjusted optical unit 5. The adjusted optical unit 5 includes a circular first lens system 11 and the first lens system 11. A first lens unit 13 composed of a cylindrical first lens frame 12 to be held, a circular second lens system 15, and a cylindrical second lens frame 16 that holds the second lens system 15. And a configuration in which the outer peripheral surface of the second lens frame 16 is held by the inner peripheral surface of the first lens frame 12.
In such an optical system 1, when there is an error in each lens constituting the lens group 6 that has been assembled, there is a deviation in the optical axis between the lenses 11, 15, or in the lens barrel (lens frame). If there is an accuracy error, an error occurs on the image plane and aberration occurs.
In order to eliminate such a deviation of the optical axis between the lenses, a relative position of the two lenses 11 and 15 included in the centered optical unit 5 is conventionally a specific lens. Alignment work was performed to offset aberrations by shifting the lens in a direction (shift direction) perpendicular to the optical axis.
In the conventional alignment work, for example, a little (one side) is provided between the outer periphery of the lens frame 16 that holds the lens 15 to be aligned and the inner diameter of the lens frame 12 that holds the other lens 11 serving as a reference for alignment. The structure is such that the lens frame 16 to be aligned can be shifted in a direction perpendicular to the optical axis by providing a gap of about 0.1 mm to 0.15 mm.
At the time of alignment work, the optical system 1 as shown in FIG. 6A is set on a dedicated alignment jig, and the positional relationship between the two lens systems 11 and 15 constituting the alignment optical unit 5 is determined. While adjusting in the shift direction, the second lens system 15 to be aligned is shifted to the position where the most balanced image state is obtained while viewing the image projected on the screen 7 as the alignment state. decide.
In this case, fine adjustment of the position of the lens to be aligned is performed by shifting in the X and Y directions orthogonal to the optical axis using a dedicated alignment jig.
After the alignment, the lens frames 12 and 16 are UV-bonded by an ultraviolet curable adhesive. Conventionally, bonding work including temporary bonding or main bonding is performed on the alignment jig. Temporary adhesion is an adhesion method in which only adhesion at a level that can ensure a minimum strength is performed in order to reduce the number of adhesion processes, and regular adhesion that ensures regular strength is performed in the next step.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional alignment method, the alignment is performed by shifting the second lens system to be aligned with respect to the reference first lens system in the X direction and the Y direction perpendicular to the optical axis. ing.
For example, in the “lens decentering adjustment jig” (Olympus) of Japanese Patent Laid-Open No. 8-334664, the adjustment of the optical system during alignment is performed by moving the lens straightly in a direction perpendicular to the optical axis. It is carried out.
However, in these “straight-shifting” systems, the configuration of the alignment jig for accurately moving in the X direction and the Y direction is complicated, and the development of jigs is costly. Further, since it is necessary to shift and adjust the second lens system in units of microns even in actual alignment work, a certain level of skill is required for the operator.
One object of the present invention is to provide a decentering adjustment mechanism for an optical unit that prevents the configuration of the aligning jig from becoming complicated and costly, and that enables alignment without requiring skill. .
Next, using an adhesive as the fixing means for the lens frames after alignment is an effective means for reducing the size of the optical system unit to be aligned and reducing the number of parts. However, in the bonding work in the alignment process, for example, even when UV bonding is performed, the time until the adhesive is cured is that the alignment optical unit occupies the alignment jig. The productivity of alignment work is reduced.
Another object of the present invention is to cure the adhesive in a state in which the optical alignment unit is removed from the alignment jig even when the adhesive is used as a fixing means for the lens frames after alignment. This is to improve the productivity by increasing the operating rate of the alignment jig.
Next, there is an example in which a holding member that fixes between two lens frames constituting an optical unit requiring alignment without using an adhesive has been commercialized before. This holding member has a configuration that requires screwing, and is used by being assembled into an optical system component without being removed from the lens frame even after the alignment process. However, there are concerns about the complexity of the process due to screwing, the increase in size due to the space occupied by the holding member, and the restriction on the layout. Furthermore, when the holding member is a metal spring, this may cause internal reflection.
[0004]
Another object of the present invention is that when fixing the two lens frames constituting the to-be-adjusted optical unit, the process becomes complicated, the size is increased, the layout is restricted, and a part of the holding member is internally reflected. It is to prevent the occurrence of the occurrence.
Also, in the past, an adhesive application space for bonding between the lens frames constituting the optical core unit to be adjusted was separately provided at the joint between the lens frames, which increased the size and complexity of the lens frame. However, an object of the present invention is to improve the space efficiency by enabling the application of an adhesive without providing a special bonding space.
As described above, the present invention aims to improve the alignment method and the alignment mechanism in the aligned optical unit used for alignment.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problems, a first lens unit comprising a first lens system, and a cylindrical first lens frame that holds the first lens system, and a second lens unit are provided. A second lens unit comprising a lens system and a cylindrical second lens frame that holds the second lens system, and the second lens frame is formed by an inner peripheral surface of the first lens frame. Each of the optical units having a configuration in which the outer peripheral surface of the first lens system is rotatably held, so that the optical axis of the first lens system and the optical axis of the second lens system are decentered in advance by a predetermined value. When the lens frame is configured and the alignment operation is performed, the second lens unit is rotated with respect to the first lens unit so that the optical axis of the second lens system is the optical axis of the first lens system. Or a position very close to the optical axis of the first lens system. The first lens frame and the second lens frame each have a flange portion at one end edge in the optical axis direction, and after the positioning of the second lens unit with respect to the first lens unit is completed, both lenses It has a holding member that joins each flange part of the unit,A required gap is provided between the inner peripheral surface of the first lens frame and the outer peripheral surface of the second lens frame, and at least one through hole provided in the first lens frame has a ball bearing at the tip. An alignment pin held rotatably is supported, and the outer peripheral surface of the second lens frame can be rotated by the ball bearing of the alignment pin or the ball bearing and the inner peripheral surface of the first lens frame. A decentering amount of the optical axis of the second lens system with respect to the first lens system is set to a predetermined value by the adjustment pin.It is characterized by that.
  In the present invention, the configuration of the alignment jig can be simplified and the alignment operation can be simplified by using the second lens unit used for alignment as an adjustment method only for rotational adjustment. As in the prior art, the workability can be greatly reduced as compared with the fine adjustment work in which the lens unit used for alignment is shifted in the direction orthogonal to the optical axis. Further, by fixing both lens units using the holding member, it is possible to perform the bonding operation in the alignment process in a separate process, and to reduce the man-hour of the alignment process.Also,The alignment of the optical axis between the two lenses is performed using a centering pin, and the outer peripheral surface of the inner lens unit is rotatably supported by the centering pin. Alignment can be performed.
[0006]
  Claim2The invention of claim1In the above, a stopper portion for preventing rotation of the holding member is provided on at least one of the flange portions provided on the first and second lens frames, respectively.
  The attachment workability of the holding member can be improved by stopping the screwing of the holding member, which has been conventionally performed, so that the holding member itself has a spring property and sandwiches the lens frame. In addition, it is possible to effectively utilize the space of the lens unit by making the shape so that the functionally unnecessary holding member can be easily removed after the alignment work, and the optical system caused by the holding member It is possible to prevent image deterioration due to internal reflection of the inside.
  Claim3The invention of claim 1 or claim2The flange portion of the second lens frame is formed with a plurality of jig holes through which a plurality of protrusions provided on a rotating jig for rotating the second lens unit are fitted, respectively. The tool hole is used as a space for applying an adhesive when the second lens frame is bonded to the first lens frame in the bonding step after the alignment operation.
  In order to rotate the entire second lens unit with the rotating jig, a plurality of “rotating jig holes” for receiving the protrusions of the rotating jig are provided in the flange portion of the second lens frame. The “hole” becomes an unnecessary space after alignment. Therefore, by setting this space as a through hole and filling the adhesive from the through hole so that the first lens frame and the second lens frame can be bonded, there is no need to provide a separate bonding space. It can be improved so as not to place a burden on the design freedom and the frame structure.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
The to-be-adjusted optical unit that receives alignment by the adjusting mechanism of the present invention corresponds to the to-be-adjusted optical unit 5 constituting the projection optical system shown in FIG. The image can be confirmed visually. Therefore, the embodiment of the present invention will be described with reference to the configuration of FIG.
The adjusting mechanism according to the present invention adjusts the optical axes of the first and second lens units 13 and 17 constituting the to-be-adjusted optical unit 5 in the direction in which they are aligned, and the lens positioned at the rear stage by this adjustment operation. The optical axis shift caused by the manufacturing error and assembly error of the group 6 is also adjusted.
That is, FIG. 1A is a cross-sectional view for explaining the configuration of the adjustment mechanism of the optical unit of the present invention. The to-be-adjusted optical unit 5 includes a first lens system 11 having a circular planar shape and the first lens system 11. A first lens unit 13 including a cylindrical first lens frame 12 that holds the outer periphery of one lens system 11, a second lens system 15 having a circular planar shape, and a second lens system 15 are held. A second lens unit 17 composed of a cylindrical second lens frame 16, and the outer peripheral surface of the second lens frame 16 is rotatably held by the inner peripheral surface of the first lens frame 12. It has a configuration. The embodiment of the positional relationship between the two lens frames is merely an example, and the present invention includes a configuration in which the second lens frame 16 is disposed on the outer diameter side of the first lens frame 12.
[0008]
The eccentricity adjusting mechanism 30 according to the present invention is provided on the alignment base unit 31 provided with a fitting hole 32 and a support surface 33 for supporting the first and second lens units 13 and 17, and the adjusted optical unit 5 side. And a structure for characteristic adjustment.
The first lens frame 12 has a bilaterally symmetric shape with the optical axis A1 as the center, and the thickness of each part is also uniform in the circumferential direction. A fixed support portion 12a that fixedly supports the first lens system 11 is provided at one end portion of the first lens frame 12, and the outer periphery of the second lens frame 16 is rotatably supported above the fixed support portion 12a. A recessed sliding support portion 12b is provided. The outer peripheral surface of the first lens frame 12 is fitted in the fitting hole 32 of the alignment base 31, and is locked on the support surface 33 by a flange portion 12c provided at the other end.
The second lens frame 16 has an outer periphery of the second lens system 15 at an inner periphery near one end of the main body 16a having an outer peripheral surface in close contact with the inner peripheral surface of the sliding support portion 12b of the first lens frame 12. And a flange portion 16b opposite to the flange portion 12c of the first lens frame 12 is provided. A plurality of jig holes (or recesses) 16c are formed on the end surface of the flange portion 16b at a predetermined circumferential pitch. The jig hole 16c is a through hole or a recess into which a plurality of protrusions 42 provided on a rotation jig 41 for rotating (turning) the second lens unit 17 are fitted, and has a predetermined circumferential pitch. A plurality of jig holes are formed. As will be described later, the jig hole 16c as a through hole is used as a space for applying an adhesive when the second lens frame 16 is bonded to the first lens frame 12 in the bonding step after the alignment operation. Is done.
[0009]
A characteristic configuration of the embodiment of the present invention includes a first lens unit 13 including a circular first lens system 11 and a cylindrical first lens frame 12 that holds the first lens system 11; A second lens unit 17 including a circular second lens system 15 and a cylindrical second lens frame 16 that holds the second lens system 15, and the inner part of the first lens frame 12. In the optical unit 5 having a configuration in which the outer peripheral surface of the second lens frame 16 is rotatably held by the peripheral surface 12b, the optical axis of the first lens system 11 and the optical axis of the second lens system 15 are The configuration of each lens frame is set in advance so as to be decentered by a predetermined value ΔX, and the second lens unit 17 is rotated relative to the first lens unit 13 during the alignment operation. The optical axis of the second lens system 15 is the same as that of the first lens system 11. Position corresponding to the shaft, or in that constructed to reach a position very close to the optical axis of the first lens system.
[0010]
FIGS. 1B and 1C are a longitudinal sectional view and a side view showing the assembled state of the first and second lens units constituting the adjusting mechanism of the present invention, and the optical axis of the second lens system 15. A2 is configured in advance so as to be shifted in the radial direction by a predetermined value ΔX with respect to the optical axis A1 of the first lens system 11.
As described above, as an alignment method for aligning the optical axis of the second lens system 15 with the first lens system 11, the configuration of the conventional lens cell is as shown in FIG. It is assumed that coaxial management is performed on the first lens frame 12 and the second lens frame 16, respectively. However, in the case of an actual optical system, it is difficult to ideally align the optical axis due to decentering of a single lens or stacking of frame coaxial errors. For this purpose, a process called eccentric adjustment is required.
As described above, the conventional eccentric adjustment is referred to as shift adjustment, and is performed by linearly moving the second lens system 15 that is a to-be-adjusted lens in the shift direction, but in the embodiment of the present invention. The second lens frame with respect to the X first lens frame 12 in advance so that the optical axis A2 of the second lens system 15 is decentered by ΔX with respect to the optical axis A1 of the first lens system 11 in advance. 16 is configured to be eccentric. The second lens frame 16 is rotated by a required angle by the lens frame rotation jig 41, and adjustment is performed by finding a position that is most compatible with the first lens system 11.
That is, ΔX is determined from the amount of eccentricity allowed in the lens design and the accumulated tolerance value in the lens frame configuration, and the locus of the locus that draws a circle of radius ΔX with respect to the optical axis A1 of the first lens system. Determine the most balanced position. In determining the position where the adjustment of the optical axis is most balanced, a known method such as observing a chart image projected on the screen 7 can be used.
[0011]
In this example, the thickness of each part of the first lens frame 12 is set constant in the circumferential direction, while the thickness of the side wall of the second lens frame 16 is illustrated in FIGS. 1A and 1B, for example. As shown in the figure, the side wall of one half circumference sandwiching the optical axis is thick, and the other half of the opposite half circumference is thin (for convenience of illustration, the thickness difference between the side walls is the value of ΔX Is overstated). Therefore, the cylindrical outer peripheral shape of the second lens frame 16 is shifted by ΔX with respect to the cylindrical inner peripheral shape of the first lens frame 12, and is supported by the lens frames 12 and 16, respectively. Further, a deviation of ΔX occurs between the optical axes A1 and A2 of the lenses 11 and 15.
At this time, since the optical axis A2 of the second lens 15 rotates so as to draw a circle with a radius ΔX around the optical axis A1 of the first lens 11, the most balanced portion in the movement trajectory is found. The positioning of the second lens unit 17 at the position is effective in preventing the occurrence of aberration due to the optical axis misalignment or the like.
Further, by configuring the second lens frame 16 so that the center of rotation when rotating the second lens unit 17 does not coincide with the optical axis A1 of the first lens 11, the second lens 15 is configured. It is possible to include the optical axis A1 of the first lens 11 in the movement trajectory of the second optical axis A2 when the lens rotates. That is, the first optical axis A1 and the second optical axis A2 can be completely matched. With this configuration, the error component due to the stacking of the optical axis shifts in the lens group 6 positioned at the subsequent stage of the optical axis unit 5 is aligned between the lenses 11 and 15 in the optical axis unit 5. By canceling, it becomes possible to eliminate the aberration.
Regarding the determination of the amount of “ΔX”, for example, when the lens frames 12 and 16 are plastic molded products, the error amount is calculated based on the inspection data of the mold. Further, the amount of eccentricity of a single lens is calculated from the process capability of the lens polishing process. “ΔX” can be determined by accumulating these data.
The specific value of “ΔX” is determined in the range of φ0.02 ± 0.01 because the average lens frame coaxiality error amount in mass production is about φ0.02.
[0012]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the cross-sectional view of the optical core unit to be adjusted shown in FIGS. 2A and 2B and the enlarged view of the main part. That is, in the first embodiment, the amount “ΔX” for decentering the lenses 11 and 15 is reflected in the dimensions of the second lens frame 16 in advance, but in the present embodiment, the first lens A required gap G between the inner peripheral surface 12b of the frame 12 and the outer peripheral surface of the main body 16a of the second lens frame 16 ("eccentric white" provided at a position to be the radial reference position of both lens frames). The outer diameter of the second lens frame 16 is set to be smaller than the inner diameter of the first lens frame 12 by a predetermined amount. An alignment pin 45 that rotatably supports a ball bearing 47 is supported at the tip of the pin body 46 by at least one through hole 12A provided in the first lens frame 12. A plurality of alignment pins 45 are arranged on the side wall of the first lens frame 12 at a predetermined circumferential pitch, and the second lens frame outer peripheral surface is rotatably supported by ball bearings 47 of the plurality of alignment pins 45. Also good. Alternatively, the first lens frame 12 is provided with a hollow cylindrical lens unit receiving member 18 that rotatably supports the first lens unit 13 (the outer peripheral surface of the first lens frame 12 and the like) by the inner peripheral surface. The outer peripheral surface of the frame may be rotatably supported. Reference numeral 19 denotes a third lens unit positioned in front of the first and second lens units 13 and 17, and the third lens unit 19 includes a third lens system (front group lens) 19a. And a third lens frame 19b for positioning and supporting the outer periphery of the third lens system 19a. The third lens frame 19b is also positioned by the lens unit receiving member 18. In order to make it possible to use the rotating shaft 41 when the first lens unit 13 is rotated with respect to the lens unit receiver 18, a jig hole 12 e is also provided on one axial end surface of the first lens frame 12. Form.
[0013]
The optical axis A1 is an optical axis in which the optical axis of the first lens system 11 and the optical axis of the third lens system 19a coincide with each other. The optical axis is shifted by a predetermined value “ΔX”.
In any case, the amount of protrusion of the adjustment pin 45 in the inner diameter direction is set in advance, and the deviation between the optical axes A1 and A2 of both lenses 11 and 15 is set to a predetermined value “ΔX”. . At this time, the rotation center of the second lens 15 may be set so as to coincide with the optical axis A1 of the first lens 11, or the second lens is placed so that the rotation center comes to other positions. You may make it rotate.
As described above, in the present embodiment, a gap called “eccentric white” is provided at the radial reference position of the first lens frame 12 and the second lens frame 16, and the first pin 45 is used as the first pin. Since the eccentric amount “ΔX” of the second lens frame 16 is adjusted with respect to the lens frame 12, this is an especially effective alignment means when the variation width in the eccentric direction is large.
As a method of determining the amount of eccentricity ΔX, for example, when the coaxiality of the lens frame constituting the lens barrel of the optical unit 5 to be aligned is about φ0.02 (mm), the value of ΔX obtained experimentally As a test, the test is carried out at about φ0.03 to φ0.05 (0.015 to 0.025 on one side), the molding condition improvement of the lens frame in the prototype step, the transition of the optical system eccentricity after assembly, the direction of eccentricity ΔX is reduced to reflect the result when the current becomes stable, such as φ0.02 ± 0.01 (φ0.01 to φ0.03 (one side 0.005 to 0.015)). The steps are determined.
That is, in this embodiment, the eccentric amount ΔX is determined from the eccentric amount allowed in lens design and the tolerance accumulated value in the configuration of the lens frame, and the eccentric amount ΔX is managed by the eccentric pin 45. .
[0014]
Next, FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view and a perspective view showing a configuration of an adjustment mechanism according to another embodiment of the present invention.
In the adjustment mechanism of the present embodiment, each of the first lens frame 12 and the second lens frame 16 includes flange portions 12c and 16b at one end edge in the optical axis direction, and is a second lens for the first lens unit 13. A characteristic feature is that the holding member 50 is provided to connect the flange portions of both lens units after the positioning of the unit 17 is completed.
That is, the to-be-adjusted lens systems 11 and 15 need to be fixed at positions adjusted after the alignment operation. Here, the holding member 50 as a “pressing spring” that does not interfere with the alignment work is used, and after the alignment is completed, the aligned second lens frame 16 does not move from the first lens frame 12. To fix. In this state, the alignment optical unit 5 is removed from the alignment base 31, and the bonding operation is performed in the bonding process. The holding member 50 may be removed after the bonding operation.
The holding member 50 is made of, for example, a metal material such as stainless steel, and two clamping pieces 50a that are elastically pinched and held between two adjacent flange portions 12c and 16b are connected and integrated by an arc-shaped coupling piece 50b. It has a simplified configuration. The holding member 50 can attach each pinching piece 50a from the side surfaces of both flanges. By fixing the lens units 13 and 17 that have been aligned using the two holding members 50, the lens units 13 and 17 can be detached from the alignment base 31, and can be held even after being removed. After the bonding is completed by applying and filling an adhesive in the gap between the flange portions 12c and 16b of the lens units 13 and 17 connected by the holding member 50 and curing, the adjustment can be performed by removing the holding member 50. The tuned optical unit 5 having completed the core is completed. Note that the holding member 50 has a clamping pressure on the outer peripheral surface of the portion 12c ′ that is positioned on the outer diameter side of the flange portion 12b by bending the outer peripheral edge of the flange portion 12c. By providing the stopper groove 12d that stops the rotation by locking the piece 50a or the stopper projection, the pressing piece 50a slips between the flange portion and completes the positioning. It is possible to prevent a problem that the lens units 13 and 17 are displaced. Further, by preventing the holding member 50 from rotating, it is also possible to perform the alignment work by rotating only the inner second lens unit in a state in which both flange portions are held with pressure by the holding member 50. .
[0015]
In this embodiment, by fixing both lens units using the holding member 50, the bonding operation in the alignment process can be performed in a separate process, and the number of steps in the alignment process can be reduced.
In addition, if it is possible to remove the alignment jig (alignment base) 31 and perform bonding, the degree of freedom in the bonding process increases. For example, when UV bonding is considered, it is impossible to bond on the alignment jig where UV light does not rotate. However, if the lens frame that requires bonding is removed from the alignment jig, all Since the site can be irradiated with UV light, there is no such inconvenience. Therefore, the bonding man-hour itself can be improved.
In addition, it is possible to improve the mounting workability of the holding member by stopping the screwing of the holding member, which has been conventionally performed, so that the holding member 50 itself has a spring property and sandwiches the appropriate positions of both lens frames. . Further, by making the holding member 50 functionally unnecessary after the alignment work, the lens unit space can be effectively used and the optical generated by the holding member can be easily removed. It is possible to prevent image deterioration due to internal reflection in the system.
[0016]
Next, FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of an adjustment mechanism according to the third embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 3 is that the outside of the flange portion 12c of the first lens frame 12 is outside. This is a point that uses a holding member 50 that is configured so that the peripheral shape is an oval shape (including an oval shape and an oval shape) and the pressing piece 50a is positioned on the long side portion. Needless to say, a stopper portion 12d made of a stopper groove or a stopper projection may be provided on the outer surface of the long side portion. By providing the stopper portion 12d, it is possible to rotate the second lens frame 16 while preventing the holding member 50 holding both flange portions from rotating. After the alignment and bonding operations are completed, the holding member can be easily removed in the lateral direction.
That is, the inner periphery of the first lens frame 12 is cylindrical, and the outer periphery of the second lens frame 16 can be rotatably supported by the inner periphery. Since the outer shape is an oval shape, the two flange portions 12c and 16b cannot be sufficiently clamped and held by the holding member 50 having the arc-shaped connecting piece 50b as shown in FIG. For this reason, as shown in the figure, by using the holding member 50 in which the two pinching pieces 50a are integrated by the linear connecting piece 50b, the flange portion can be pinched and held.
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view of a lens unit assembly (aligned optical unit 5) according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the second lens frame is used as the rotation jig hole 16c. By using the through hole formed in the flange portion 16b as a “rotating jig hole / adhesive application space”, the adhesive 55 is applied from the rotating jig hole 16c to the bonding surface between the flange portions. The first lens frame and the second lens frame are fixed.
[0017]
【The invention's effect】
  As described above, according to the first aspect of the present invention, the configuration of the alignment jig is simplified by making the second lens unit used for alignment only the rotation adjustment, thereby simplifying the alignment operation. can do. That is, the work necessary for the alignment work is only to rotate the second lens frame (second lens unit) integrally provided with the second lens to be aligned. There is no need to shift and adjust the to-be-adjusted lens system in the direction perpendicular to the optical axis. Therefore, alignment work is simplified, workability is improved, and mass productivity is improved. As a result, work man-hours can be reduced and costs can be reduced.
Furthermore, by fixing both lens units using the holding member, it is possible to perform the bonding operation in the alignment process in a separate process, and the man-hours in the alignment process can be reduced. The occupancy time of the alignment jig can be shortened, the alignment man-hours can be reduced, and the capital investment of the alignment device can be held down. Compared with the bonding work on the alignment jig, the bonding workability is improved and the restriction on the bonding position is remarkably improved, so the man-hour of bonding itself is reduced, the mass productivity is improved and the cost is reduced. It becomes possible.
  Claim 1In the invention, the alignment of the optical axis between the two lenses is performed using the alignment pin, the necessary alignment amount can be adjusted in advance, and the adjustment amount can be easily changed in advance. By providing a ball bearing at the tip of the alignment pin, when the second lens system has an eccentric component with respect to the second lens frame, the alignment by the method of rotating the second lens frame is It becomes an effective means. Also, by inserting the first lens frame while rotating it, the sitting of the second lens frame (preventing the generation of components in the tilt direction) can be stabilized. The same rotation as that of claim 1 by rotating the entire first lens unit with reference to the inner peripheral surface of the lens unit receiving member that supports the first lens unit and the outer peripheral surface of the first lens frame. It is possible to perform alignment while making Therefore, it is easy to cope with the variation width of the component accuracy, the number of units that cannot be aligned can be significantly reduced, and the generation of the failer cost can be suppressed.
[0018]
  Claim2According to the present invention, the attaching workability of the holding member can be improved by stopping the screwing of the holding member, which has been conventionally performed, and giving the holding member itself springiness and sandwiching the lens frame. In addition, it is possible to effectively utilize the space of the lens unit by making the shape so that the functionally unnecessary holding member can be easily removed after the alignment work, and the optical system caused by the holding member It is possible to prevent image deterioration due to internal reflection of the inside. Since it is easy to attach and detach the holding member, the burden of the holding member mounting process is less than that of a method such as screwing. Further, since the removal after the alignment work is easy, it is possible to effectively use the space of the holding member which is not directly necessary for ensuring the functional quality for another purpose by removing the holding member after the alignment. Further, when the holding member is made of a metal, it can be prevented in advance that it causes internal reflection.
  Claim3In the present invention, a plurality of “rotating jig holes” for receiving the protrusions of the rotating jig are provided in the flange portion of the second lens frame in order to rotate the entire second lens unit with the rotating jig. The “rotating jig hole” becomes an unnecessary space after alignment. Therefore, by setting this space as a through hole and filling the adhesive from the through hole so that the first lens frame and the second lens frame can be bonded, there is no need to provide a separate bonding space. It can be improved so as not to place a burden on the design freedom and the frame structure. That is, by using both the “rotating jig hole” and the “adhesive application space”, fixing after alignment is possible without providing a new space for applying the adhesive. Therefore, there are advantages such as effective utilization of space, simplification of the mold structure of the lens frame, and improvement in design flexibility.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view illustrating the configuration of an adjustment mechanism of an optical unit according to the present invention, and FIGS. 1B and 1C are an assembly of first and second lens units that constitute the adjustment mechanism of the present invention. The longitudinal cross-sectional view which shows a state, and a side view.
2A and 2B are a cross-sectional view and an enlarged view of a main part of a to-be-adjusted optical unit according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view and an external perspective view of a to-be-adjusted optical unit including an adjustment mechanism according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an external perspective view of a to-be-tuned optical unit including an adjustment mechanism according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a to-be-adjusted optical unit including an adjustment mechanism according to another embodiment of the present invention.
6A is a schematic diagram illustrating an example of a conventional optical system, and FIG. 6B is a cross-sectional view of an optical unit to be adjusted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical system, 2 Light source, 3 Condenser lens, 4 Chart, 5 Adjustable center optical unit, 6 Lens group, 7 Screen, 11 1st lens system, 12 1st lens frame, 12a Fixed support part, 12b Sliding Support portion (inner peripheral surface), 12c flange portion, 12d stopper portion, 13 first lens unit, 15 second lens system, 16 second lens frame, 16a body, 16b flange portion, 16c jig hole, 17 Second lens unit, 30 adjustment mechanism, 31 alignment base, 32 fitting hole, 33 support surface, 41 rotating jig, 42 protrusion, 45 alignment pin, 46 pin main body, 47 ball bearing, 50 holding member, 50a Clamping side, 50b connecting member

Claims (3)

第1のレンズ系、及び該第1のレンズ系を保持する筒状の第1のレンズ枠から成る第1のレンズユニットと、
第2のレンズ系、及び該第2のレンズ系を保持する筒状の第2のレンズ枠から成る第2のレンズユニットと、を備え、
該第1のレンズ枠の内周面によって該第2のレンズ枠の外周面を回転可能に保持した構成を備えた光学ユニットであって、
前記第1のレンズ系の光軸と前記第2のレンズ系の光軸とが予め所定値だけ偏芯するように各レンズ枠を構成し、
調芯作業時は、前記第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、第2のレンズ系の光軸が、第1のレンズ系の光軸に一致する位置、或いは第1のレンズ系の光軸に極めて近い位置に達するように構成し、
前記第1のレンズ枠と第2のレンズ枠は、夫々光軸方向一端縁にフランジ部を備え、前記第1のレンズユニットに対する前記第2のレンズユニットの位置決めを完了した後に、両レンズユニットの各フランジ部同志を結合させる保持部材を備え、
前記第1のレンズ枠内周面と、前記第2のレンズ枠外周面との間に所要のギャップを設け、
前記第1のレンズ枠に少なくとも一つ設けた貫通穴によって、先端にボール軸受を回転自在に保持した調芯ピンを支持し、
前記調芯ピンのボール軸受、又は、該ボール軸受と前記第1のレンズ枠内周面とによって、前記第2のレンズ枠外周面を回転自在に軸支し、
前記調整ピンによって第1のレンズ系に対する第2のレンズ系の光軸の偏芯量を所定値に設定したことを特徴とする光学ユニットの偏芯調整機構。
A first lens unit comprising a first lens system and a cylindrical first lens frame that holds the first lens system;
A second lens unit, and a second lens unit comprising a cylindrical second lens frame that holds the second lens system,
An optical unit having a configuration in which the outer peripheral surface of the second lens frame is rotatably held by the inner peripheral surface of the first lens frame,
Each lens frame is configured such that the optical axis of the first lens system and the optical axis of the second lens system are decentered by a predetermined value in advance,
During the alignment operation, the second lens unit is rotated with respect to the first lens unit so that the optical axis of the second lens system coincides with the optical axis of the first lens system, or Configured to reach a position very close to the optical axis of the first lens system,
Each of the first lens frame and the second lens frame includes a flange portion at one edge in the optical axis direction, and after the positioning of the second lens unit with respect to the first lens unit is completed, Bei give a holding member for coupling the respective flange portions each other,
A required gap is provided between the inner peripheral surface of the first lens frame and the outer peripheral surface of the second lens frame,
A centering pin holding a ball bearing rotatably at the tip is supported by a through-hole provided in at least one of the first lens frame,
The outer peripheral surface of the second lens frame is rotatably supported by the ball bearing of the alignment pin, or the ball bearing and the inner peripheral surface of the first lens frame,
A decentering adjustment mechanism for an optical unit, wherein the decentering amount of the optical axis of the second lens system with respect to the first lens system is set to a predetermined value by the adjusting pin .
前記第1及び第2のレンズ枠に夫々設けたフランジ部の少なくとも一方には、前記保持部材の回転止め用のストッパ部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の光学ユニットの偏芯調整機構。  2. The eccentricity of the optical unit according to claim 1, wherein a stopper portion for preventing rotation of the holding member is provided on at least one of the flange portions provided on each of the first and second lens frames. Adjustment mechanism. 前記第2のレンズ枠のフランジ部には、第2のレンズユニットを回転させる回転治具に設けた複数の突起を夫々嵌合する複数の治具穴が貫通形成されており、該治具穴は、調芯作業後の接着工程で、第2のレンズ枠を第1のレンズ枠と接着する際の接着剤塗布用のスペースとして利用されることを特徴とする請求項1又はに記載の光学ユニットの偏芯調整機構。The flange portion of the second lens frame is formed with a plurality of jig holes through which a plurality of protrusions provided on a rotating jig for rotating the second lens unit are respectively fitted. It is regulated by the centering operation after the bonding step, according to claim 1 or 2, characterized in that it is using the second lens frame as a space for adhesive application when bonded to the first lens frame Optical unit eccentricity adjustment mechanism.
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