JP2004109830A

JP2004109830A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2004109830A
Application number: JP2002275225A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Nishide; 西出　明彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】前玉レンズ鏡筒の外径が、他のレンズ鏡筒の外径よりも大きい形状のズームレンズ鏡筒である場合、フォーカスリングをレンズ鏡筒本体の前側から取り付ける為には、リングの径を前玉レンズ鏡筒の外径よりも大きくする必要がある。このため、リングの外径にあわせてレンズ鏡筒を構成するとレンズ鏡筒の外径が大型化してしまうという問題がある。
【解決手段】駆動源の駆動を移動レンズ鏡筒に伝達する伝達部材を、固定鏡筒の外周に光軸を中心に回転自在に設け、光軸に垂直な断面形状が円弧状を成し、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるよう構成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ鏡筒、特には円筒形状により形成されるレンズ鏡筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ズームレンズ鏡筒は、フォーカス系のレンズ群を保持するフォーカスレンズ鏡筒、ズーム系のレンズ群を保持するズームレンズ鏡筒、これらのレンズ鏡筒を光軸方向に移動自在に保持する固定鏡筒、ズームレンズ鏡筒を移動させるカム環、ズームアクチュエータとカム環とを連結するズームリング（ズームギア）、フォーカスアクチュエータとフォーカスレンズ鏡筒とを連結するフォーカスリングおよびフォーカスレバーから構成されている（特許文献１参照）。この構成において、各アクチュエータは固定鏡筒の外部に位置している。また、ズームリング及びフォーカスリングも固定鏡筒の外部に位置しており、固定鏡筒またはカム環の周囲を覆う形状となっている。また、ズームレンズ鏡筒を本体側のマウントに取り付ける際のフランジ部は、フランジ部をビスで固定するスペースが必要であり、バヨネット構造等が必要となる為、フランジ部の外径が固定鏡筒の外径よりも大きくなっているものが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３４８６６号公報（図１等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のズームレンズ鏡筒では、フォーカスリング及びズームリングをそれぞれフォーカスレンズ鏡筒及びズームカム環に取り付ける為に、ズームレンズ鏡筒の前方から各リングを差し込んで取り付ける必要がある。
【０００５】
したがって、前玉レンズ鏡筒の外径が、他のレンズ鏡筒の外径よりも大きい形状のズームレンズ鏡筒である場合、上述の各リングをレンズ鏡筒本体の前側から取り付ける為には、各リングの径を前玉レンズ鏡筒の外径よりも大きくする必要がある。このため、リングの外径にあわせてレンズ鏡筒を構成するとレンズ鏡筒の外径が大型化してしまうという問題がある。または、上述の各リングを、前玉レンズ鏡筒を固定鏡筒に取り付ける以前に予め固定鏡筒に取り付けておく方法もあるが、組立て手順が複雑化し、設計的制約も増加するという問題がある。また、従来のレンズ鏡筒の構成では、フォーカスリングがズームカム部の大部分を覆ってしまうため、ズーム系のレンズ群を偏芯コロ等を用い鏡筒を傾かせて調整を行う光学調整を行うにあたって、外部からコロを操作するのが困難もしくは不可能であると言う問題点も発生する。
【０００６】
本発明は、レンズ鏡筒の形状に関わらず駆動源の駆動を移動レンズ鏡筒に伝達する伝達部材を小型化することができ、これによりレンズ鏡筒の小型化を図ることのできるレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、レンズを保持した移動レンズ鏡筒と、前記移動レンズ鏡筒を光軸方向に移動可能に保持した固定鏡筒と、駆動源と、該駆動源の駆動を前記移動レンズ鏡筒に伝達する伝達部材とを備えたレンズ鏡筒であって、前記伝達部材は、前記固定鏡筒の外周に光軸を中心に回転自在に設けられ、光軸に垂直な断面形状が円弧状を成し、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるよう構成されている。ここで、前記伝達部材は、前記固定鏡筒の外周に光軸を中心に回転自在でかつ光軸方向に移動自在に設けられることを特徴としている。
【０００８】
また、前記移動レンズ鏡筒は、フォーカスレンズ鏡筒を含む複数の移動レンズ鏡筒であり、前記伝達部材は該フォーカスレンズ鏡筒に前記駆動源の駆動を伝達することを特徴としており、前記フォーカスレンズ鏡筒の最外径は前記固定鏡筒の最外径より大きい径であることを特徴としている。
【０００９】
また、前記駆動源および前記伝達部材はそれぞれに形成されたギアを噛合して駆動を伝達するギア連結であって、該伝達部材の内径側に該伝達部材の変形及び移動を規制する規制部材が設けられており、該伝達部材と該規制部材とのラジアル方向の隙間量は、前記ギアの噛み合い量以下であることを特徴としている。ここで、規制部材はたとえばカム環であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記移動レンズ鏡筒は、ズームレンズ鏡筒を含む複数の移動レンズ鏡筒であり、前記伝達部材は該ズームレンズ鏡筒に前記駆動源の駆動を伝達することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成により、伝達部材は、フォーカスレンズ鏡筒の最外径が固定鏡筒の最外径よりも大きい場合であっても伝達部材の径を大きくする必要がなく、また、調整、組み立て時に、固定鏡筒、移動レンズ鏡筒から容易に着脱することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施形態であるレンズ鏡筒を示す断面図、図２は斜視図である。
【００１４】
これらの図において、１は第１レンズ群を保持した１群鏡筒、２は第２レンズ群を保持した２群鏡筒、３は第３レンズ群を保持した３群鏡筒、４は第４レンズ群を保持した４群鏡筒、５は第５レンズ群を保持した５群鏡筒、６は固定筒、７はカム環、８は伝達部材であるフォーカスリング、９はズームリング、１０はコロ、１１は偏芯コロ、１２はフォーカスモータ、１３はズームモータ、１４はモータ地板である。ここでフォーカスリング８は、後に詳細に説明するが、円弧状の形状に形成されている。
【００１５】
第１レンズ群はフォーカス系レンズ群であり、１群鏡筒１の外周にメスのヘリコイドネジが設けてあり、固定筒６の内周に設けたオスのヘリコイドネジと螺合されており、１群鏡筒１が光軸周りに回動されることで光軸方向へ移動しフォーカシングを行う。フォーカスリング８は１群鏡筒１にビス等により取り付けられており、１群鏡筒１と一体になり光軸周りに回転可能であり、かつ光軸方向に移動可能となっている。
【００１６】
また、フォーカスリング８の端部にはギアが設けてあり、そのギア部は、モータ地板１４に支持されたフォーカスモータ１２のギア部と噛合しており、モータ駆動によりフォーカスリング８が光軸周りに回動することにより１群鏡筒１が光軸周りで回転しつつ光軸方向へ移動する。このときフォーカスリング８も光軸周りで回転しつつ光軸方向に移動する。フォーカスリング８の端部に形成されたギアの歯の長さ（光軸方向の長さ）は光軸方向の移動量より長く設定されている。
【００１７】
１群鏡筒１の回転規制は、１群鏡筒１の外周部に複数箇所の突起を設けて１群鏡筒１を固定筒６に捻じ込んだ後に、固定筒６にビス等をストッパとして取り付けて１群鏡筒１に設けた突起部で回転を規制されるようにしている。この時、ストッパを取り付ける位置は固定筒６にラジアル方向から取り付ける必要があり、更に１群鏡筒１に設けた突起部の位置に取り付ける必要がある為、固定筒６の先端付近である場合が多い。このため、従来のようにフォーカスリングが全周つながった円筒形状であった場合には、フォーカスリングの長さにもよるが、ストッパ取り付け部をフォーカスリングが覆ってしまう場合が多く、１群鏡筒１を固定筒６にねじ込み、ストッパで回転規制をした後にフォーカスリングを１群鏡筒１の前方から差込んで取り付ける必要が有る。この従来の構成であると、フォーカスリングの径は１群鏡筒の外径よりも大きくする必要があるため、１群鏡筒の径が他の鏡筒の径に比べて大きい場合は、他の鏡筒とフォーカスリングとの間にデッドスペースが出来てしまいズームレンズ鏡筒及びそれを搭載する装置が大型化してしまう。そこで本実施形態ではフォーカスリング８を円弧形状としている。フォーカスリング８は、固定筒６の外周に光軸を中心に回転自在でかつ光軸方向に移動自在に設けられ、光軸に垂直な断面形状が円弧状を成し、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるよう構成されている。このようにフォーカスリング８は、１８０度以下の円弧形状であるため、１群鏡筒１および固定筒６にラジアル方向からの着脱が可能である。
【００１８】
ところで、１群鏡筒１を金型成型で作成する場合に外形スライドを用いる場合が多く、その型割の関係からフォーカスリング８の取り付け用ビス穴を設ける位相に制限がある為、フォーカスリング８を取り付けるビス位置に制約が生じる可能性がある。この制約により、取り付けビスの間隔が大きい場合にはその中間部にてフォーカスリング８に力が加わった際に１群鏡筒１から部分的に浮き上がる可能性があり、位置精度に誤差が生じる可能性がある。そこで本実施形態ではフォーカスリングの変形を防止する構造を有している。これを図３を用いて説明する。
【００１９】
図３は１群鏡筒１とフォーカスリング８の連結状態を示す部分断面図であり、図１とは異なる位相での断面であり、この図を用いて本実施形態の１群鏡筒１とフォーカスリング８との連結状態を説明する。図３に示すように、１群鏡筒１の外周部には、光軸と垂直な方向に溝２１が設けられており、溝２１とフォーカスリング８の内径側に設けた突起部２２とを係合させる構成により、フォーカスリング８の浮き（変形）を抑制する構成としている。更に、フォーカスリング８の外周上に光軸方向と平行なリブを複数設けて強度を増す形状としている。また、この構成にすることにより、スラスト方向の位置決めを上記の溝２１と突起部２２とにより行うのでフォーカスリング８に設けるビス用の穴形状はＵ字型でも良く、フォーカスリング８を金型成型で作製する場合に外径スライドが必要なく２方抜きの金型でフォーカスリングの形状が作製出来、金型コストを安価にできるという利点もある。
【００２０】
図１および図２において、２群鏡筒２、３群鏡筒３、４群鏡筒４はそれぞれズーム系のレンズ群を保持する鏡筒であり、それらは光軸方向へそれぞれ所定の量だけ移動しズーミングを行う。
【００２１】
その機構は、２群鏡筒２、３群鏡筒３、４群鏡筒４のそれぞれには、ラジアル方向からたとえば円周の３箇所にコロ１０（３群鏡筒３にはコロの１つが偏芯コロ１１となっており、図１、図２ではこれが図示されている。）が取り付けられており、カム環７の周囲に設けられた各カム溝に嵌まっている。また、カム環７は固定筒６の外周に嵌合するとともにバヨネット嵌合しており、スラスト方向は規制されつつ光軸周りを回転可能となっている。また、２群鏡筒２、３群鏡筒３、４群鏡筒４に取り付けられたコロ１０はそれぞれ固定筒６の外周に光軸と平行に設けられたキー溝にもガイドされている。その為、カム環７が固定筒６に沿って光軸周りを回転すると、２群鏡筒２、３群鏡筒３、４群鏡筒４のズーム系レンズ群はカム溝とキー溝にガイドされて光軸方向に所定の量だけ移動し、ズーミングを行うのである。この時、カム環７の外周には外周にギアが設けられたズームリング９がビス等により取り付けられており、カム環７と一体化しており、そのギア部はモータ地板１４に保持されたズームモータ１３のギア部とギア噛合しており電気的にズームモータ１３が回転することで回動される。
【００２２】
次に、上記の偏芯コロについて説明する。ズームレンズ鏡筒においては、部品精度、ガタ等の影響により片ボケ等レンズ性能の劣化が発生する可能性がある。この場合、レンズ性能の劣化を是正する方法として、任意のレンズ鏡筒のティルト量を変化させて調整する方法がある。
【００２３】
この調整構造について被調整レンズ群近傍の断面図である図４を用いて説明する。本実施形態では被調整群を３群鏡筒３とした。調整の為には先ず被調整レンズ鏡筒に取り付ける３個のコロ１０のうち、１個または２個を偏芯コロ１１に置き換える。偏芯コロ１１は固定筒６のキー溝と当接する個所とカム環７のカム溝と当接する箇所の中心が偏芯しており、鏡筒の軸受け部を中心として回転させると、カム溝との当接位置が変化し、他の２箇所のコロ部を支点として傾けることが出来る。この調整を２箇所のコロ部について行えば被調整レンズ鏡筒をいずれの角度にも傾けることが可能であり、投影画像等を見ながら調整を行えば像面の調整が可能となる。この調整において、偏芯コロ１１を操作するには、ズームレンズ鏡筒のラジアル方向から偏芯コロ１１にアクセスする必要があるが、本実施形態ではフォーカスリング８が円弧形状であるのでフォーカスリング８の周方向の角度及びフォーカス回転角度の条件が合えば、フォーカスリング８を固定筒６から取り外さなくとも、偏芯コロ１１にアクセス出来るので調整作業が容易に行える。また、フォーカスリングの角度及びフォーカス回転角度の関係によりフォーカスリング８を固定筒６から取り外さなければコロを調整出来ない場合でもフォーカスリング８をラジアル方向へ容易に取り外すことが可能であるので、調整が容易に出来て作業性の向上が達成出来る。
【００２４】
次に、フォーカスリングのギア連結部分の構成について説明する。図５はモータ駆動に関係する部分の詳細断面図であり、この図を用いてギア部についての説明を行う。
【００２５】
本実施形態では、フォーカスリング８を円弧形状としているため、従来の円筒形状のフォーカスリングに比べて、特にラジアル方向は強度が減退する傾向にある。従って、電動フォーカスをフォーカスモータによって行う際に、フォーカスモータギアの駆動による圧力角方向の分力をフォーカスリング８のギア部が受ける為に、フォーカスリングはラジアル方向へ力を受け、フォーカスリングの剛性によっては、たわむ為（変形する）、ギアの噛合が減る、もしくはギア噛合が外れる恐れがある。その為に本実施形態では、ギア噛合の外れを防ぐ為に、図に示す様にフォーカスリング８の内径をその内径側に位置しているカム環７（規制部材）により受けることで、フォーカスリング８のたわみを防止してギア噛合外れ、またはギア噛合量の減少を防止する。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は本発明の第２の実施形態のレンズ鏡筒を示す断面図である。なお、図６において、図２を用いて説明した第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
この実施形態で、第１の実施形態と異なるのはフォーカスリング８とカム環７との間に隙間を設けていることである。
【００２８】
フォーカスモータのギア部はモータ軸と一体化された軸受け部との間をバネ等により付勢されて一定量以上の負荷が掛かるとモータ軸とギア部間とで空回りするスリップ機構を設けているモータがズームレンズ鏡筒には多く用いられている。これは、フォーカス回転の端部にてスリップ機構が働いて空回りするので、フォーカスモータを制御しなくともギア及びモータの破損を防ぐことが可能な為である。
【００２９】
この様なモータを使用した場合に、フォーカスリング８のギア部がモータギアから受ける力は、トルクの関係でフォーカス作動中よりも端部でモータギアがスリップしている状態の時の方が大きくなる。その為、フォーカスが回転角の端に突き当たった時に最もフォーカスリング８のギア部に力が掛かり、フォーカスリングが更にたわみ易くなる。つまり、スリップ時のたわみ量が最大となった状態で初めてフォーカスリング８とカム環７が接触するような隙間量に設定すれば、フォーカス作動時にカム環７との摩擦による作動トルクの上昇防止及び１群鏡筒の偏芯防止の効果がある。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は本発明の第３の実施形態のレンズ鏡筒を示す斜視図である。なお、図７において、図２を用いて説明した実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
上記の実施形態ではフォーカスリング８を円弧形状としたが、この実施形態では、ズームギア９を円弧形状とした構成としている。この様な形状にすることで、ズームギア９もズームレンズ鏡筒のラジアル方向からの着脱が可能となり、ズームレンズ鏡筒の組立て手順の自由度が増す。更に、ズームレンズ鏡筒の性能的な不具合が生じた際、手直しを行う場合にも部品の着脱順の自由度が増すので総合的な組立て工数の削減に寄与する。
【００３２】
上述した各実施形態では、ズームレンズ鏡筒においてギア部を有するフォーカスリング及びズームギアの形状を円弧形状とすることで、レンズ鏡筒の形状に関わらずフォーカスリングもしくはズームギアの組立て手順の自由度が増して、ズームレンズ鏡筒の組立てもしくは修正工数の削減を可能とする。
【００３３】
また、フォーカスリング及びズームギアの体積が減るので、ズームレンズ鏡筒の重量、体積を削減することも可能となる。
【００３４】
更に、体積減により部品コストの削減も可能となる利点も発生する。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、伝達部材を円弧形状としたことにより、レンズ鏡筒の形状に関わらず駆動源の駆動を移動レンズ鏡筒に伝達する伝達部材を小型化することができ、これによりレンズ鏡筒の小型化を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のレンズ鏡筒を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態のレンズ鏡筒を示す斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態のレンズ鏡筒の一部を示す断面図。
【図４】図１の一部を示す拡大断面図。
【図５】図１の一部を示す拡大断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態のレンズ鏡筒を示す断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態のレンズ鏡筒を示す斜視図。
【符号の説明】
１　１群鏡筒
２　２群鏡筒
３　３群鏡筒
４　４群鏡筒
５　５群鏡筒
６　固定筒
７　カム環（規制部材）
８　フォーカスリング（伝達部材）
９　ズームギア（伝達部材）
２　フォーカスモータ
３　ズームモータ

Claims

レンズを保持した移動レンズ鏡筒と、前記移動レンズ鏡筒を光軸方向に移動可能に保持した固定鏡筒と、駆動源と、該駆動源の駆動を前記移動レンズ鏡筒に伝達する伝達部材とを備えたレンズ鏡筒であって、
前記伝達部材は、前記固定鏡筒の外周に光軸を中心に回転自在に設けられ、光軸に垂直な断面形状が円弧状を成し、光軸を中心とする円弧の角度が１８０度以下となるよう構成されたことを特徴とするレンズ鏡筒。
前記移動レンズ鏡筒は、フォーカスレンズ鏡筒を含む複数の移動レンズ鏡筒であり、前記伝達部材は該フォーカスレンズ鏡筒に前記駆動源の駆動を伝達することを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記フォーカスレンズ鏡筒の最外径は前記固定鏡筒の最外径より大きい径であることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
前記駆動源および前記伝達部材はそれぞれに形成されたギアを噛合して駆動を伝達するギア連結であって、該伝達部材の内径側に該伝達部材の変形及び移動を規制する規制部材が設けられており、該伝達部材と該規制部材とのラジアル方向の隙間量は、前記ギアの噛み合い量以下であることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
前記移動レンズ鏡筒は、ズームレンズ鏡筒を含む複数の移動レンズ鏡筒であり、前記伝達部材は該ズームレンズ鏡筒に前記駆動源の駆動を伝達することを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。