JP2005301104A - レンズ鏡筒およびそれを有する光学機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】光軸方向に移動するレンズ保持枠の直進ガイド用のバーを保持する構成を適切に設定することにより、レンズ鏡筒の径方向の拡大を防止しつつ、小型化が容易なレンズ鏡筒およびそれを有する光学機器を得ること。
【解決手段】鏡筒部材と固定鏡筒をバヨネット結合して成るレンズ鏡筒であって、バーを有し、前記バーの一方の端は前記鏡筒部材に嵌合ガタをもって嵌合保持され、他方の端は前記固定鏡筒に嵌合ガタをもって嵌合保持されていること。
【選択図】図1

Description

本発明は、フォーカス用のレンズ群やズーム用のレンズ群等の光学素子を保持するレンズ保持枠を光軸方向に移動させる際に好適なレンズ鏡筒およびこれを備えたデジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩フィルム用のカメラ等の光学機器に関するものである。
従来より、レンズ鏡筒においては、光軸方向に移動するレンズ群を保持するレンズ保持枠を光軸方向に移動させるのに直進ガイドのバーが用いられている(特許文献1)。
特許文献1ではバーを鏡筒部材と固定鏡筒で挟み込んで光軸方向にビス締めして固定している。
又、バヨネット機構を利用して、レンズ鏡筒をカメラ本体に着脱可能に装着したり、2つの鏡筒部材を着脱可能に装着する取り付け装着が知られている(特許文献2)。
特許文献2ではレンズフードをレンズ鏡筒にバヨネット爪を利用して着脱可能に装着したレンズフード取り付け装置を開示している。
特開2000−180698号公報 特開2002−202548号公報
光軸方向に移動するレンズ保持枠の直進ガイド用のバーを、レンズ鏡筒内の鏡筒部材と固定鏡筒で挟んで光軸方向にビス締めする方法は、光軸方向からみて、鏡筒部材と固定鏡筒をビス締めするフランジ部が占有する部分が大きく、レンズ断面積が大きくなり、レンズ鏡筒が大型化する傾向がある。
本発明は、光軸方向に移動するレンズ保持枠の直進ガイド用のバーを保持する構成を適切に設定することにより、レンズ鏡筒の径方向の拡大を防止しつつ、小型化が容易なレンズ鏡筒およびそれを有する光学機器の提供を目的とする。
本発明のレンズ鏡筒は、鏡筒部材と固定鏡筒をバヨネット結合して成るレンズ鏡筒であって、バーを有し、前記バーの一方の端は前記鏡筒部材に嵌合ガタをもって嵌合保持され、他方の端は前記固定鏡筒に嵌合ガタをもって嵌合保持されていることを特徴としている。
特に前記鏡筒部材と前記固定鏡筒とのバヨネット結合におけるバヨネットの掛かり量は、前記バーの嵌合ガタによるバーの倒れ量より小さいことを特徴としている。
本発明によれば光軸方向に移動するレンズ保持枠の直進ガイド用のバーを保持する構成を適切に設定することにより、レンズ鏡筒の径方向の拡大を防止しつつ、小型化が容易なレンズ鏡筒およびそれを有する光学機器を達成することができる。
図1は本発明の実施例1のレンズ鏡筒の要部断面図、図2は本発明の実施例1のレンズ鏡筒の光軸方向斜め上から見た斜視図、図3は本発明の実施例1を説明する為ために各部材を分解した斜視図、図4は本発明の実施例1の各部材を説明する為の断面図である。
図1〜図4において、1は一番物体側にある第1レンズ群、2は変倍時(ズーミング時)に光軸方向に移動する第2レンズ群、3は第3レンズ群、4は変倍時と焦点調節時に光軸方向に移動する第4レンズ群である。
5は不図示のカメラ本体に固定される固定鏡筒、6は第1レンズ鏡筒(鏡筒部材)であり第1レンズ群1を保持し、固定鏡筒5のバヨネット5aと第1レンズ鏡筒6のバヨネット6aで結合している。
バヨネット機構による鏡筒部材6と固定鏡筒5との着脱機構は、例えば先の特許文献2に開示されている構成が適用できる。
7は両端を固定鏡筒5と第1レンズ鏡筒6に挟まれて回転自在に保持されたバーで、送りネジ部7aを有し、ギヤ部7bを有する。8は両端を固定鏡筒5と第1レンズ鏡筒6に挟まれて回転自在に保持されたバーで、送りネジ部8aを有し、ギヤ部8bを有する。
バー7,8の一方の端は鏡筒部材6に嵌合ガタをもって嵌合保持され、他端も固定鏡筒5に嵌合ガタをもって嵌合保持されており、該鏡筒部材6と該固定鏡筒5はバヨネット結合されている。このとき鏡筒部材6と固定鏡筒5とのバヨネット結合におけるバヨネットの掛かり量は、バー7,8の嵌合ガタによるバーの倒れ量より小さくなっている。
9は第2レンズ群2を保持し、スリーブ部9aがバー7と嵌合し、ステッピングモータ等の駆動手段33からの駆動力で回転自在で光軸方向に移動可能に保持され、U溝部9bが、他方のバー8に嵌合して、回転規制されている第2レンズ鏡筒(レンズ保持枠)、10は第2レンズ鏡筒9を光軸方向に駆動する為の第2レンズラックで、第2レンズ鏡筒9のラック留め部9cと9dに回転自在に保持されている。
11は第2レンズラック10に掛けられたラックバネで、第2レンズラック10を第2レンズ鏡筒9に片寄せしているとともに、第2レンズラック10の送りネジ7aとの噛み合い部を挟み込みガタ無く噛み合っている。
12は第1レンズ鏡筒6に固定されたフォトリフレクタ―で、第2レンズ鏡筒9の光軸方向の位置検出を行なっている。
13は第1レンズ鏡筒6に固定されたギヤ保持部材、14は第1レンズ鏡筒6とギヤ保持部材13に挟まれて保持され、バー7のギヤ7bにかみ合うギヤ、15は第1レンズ鏡筒6とギヤ保持部材13に挟まれて保持され、ギヤ14にかみ合うギヤ、16はビス44により第1レンズ鏡筒6に固定され、ギヤ14とかみ合うステッピングモータ(駆動手段)であり、出力ギヤ16aが回転することにより、ギヤ15、ギヤ14、ギヤ7bが回転して、送りネジ部7aが回転し、第2レンズラック10により第2レンズ鏡筒9を光軸方向に移動する。
17は第3レンズ群3を保持し、固定鏡筒5に取り付けられた第3レンズ鏡筒、18,19は第3レンズ鏡筒17を固定鏡筒5に固定するビス、20は第3レンズ鏡筒17に取り付けられた光量調整装置、21は光量調整装置20を第3レンズ鏡筒17に取り付けるビスである。
22は第4レンズ群4を保持し、スリーブ部22aがバー8と嵌合し、ステッピングモータ等の駆動手段34からの駆動力で回転自在で光軸方向に移動可能に保持され、U溝部22bが、バー7に嵌合して、回転規制されている第4レンズ鏡筒(レンズ保持枠)、23は第4レンズ鏡筒22を光軸方向に駆動する為の第4レンズラックで、第4レンズ鏡筒22のラック留め部22cと22dに回転自在に保持されている。
24は第4レンズラック23に掛けられたラックバネで、第4レンズラック23を第4レンズ鏡筒22に片寄せしているとともに、第4レンズラック23の送りネジ8aとの噛み合い部を挟み込みガタ無く噛み合う。25は第4レンズ鏡筒22に固定されたフォトリフレクタ―で、第4レンズ鏡筒22の光軸方向の位置検出を行なう。
26は固定鏡筒5に固定されたギヤ保持部材、27は固定鏡筒5とギヤ保持部材26に挟まれて保持され、バー8のギヤ8bにかみ合うギヤ、28は固定鏡筒5とギヤ保持部材26に挟まれて保持され、ギヤ27にかみ合うギヤ、29はビス30により固定鏡筒5に固定され、ギヤ28とかみ合うステッピングモータであり、出力ギヤ29aが回転することにより、ギヤ28、ギヤ27、ギヤ8bが回転して、送りネジ部8aが回転し、第4レンズラック23により第4レンズ鏡筒22を光軸方向に移動する。31は固定鏡筒5に固定されたローパスフィルター、32は固定鏡筒5に固定された撮像素子である。
本実施例のバー7,8は、駆動手段からの駆動力をレンズ保持し、光軸方向に移動可能なレンズ保持枠9,22に伝達する機能を有している。
又本実施例ではバーを複数個(本実施例では2個であるが2個以上でも良い。)と、光軸方向に移動可能なレンズを保持するレンズ保持枠9,22とを有し、このうち1つのレンズ保持枠9に設けたスリーブ部9aは1つのバー7と嵌合し、レンズ保持枠9に設けたU溝部9bは他の1つのバー8と嵌合している。
又、本実施例ではバー7の一方の端を第1レンズ群鏡筒6に嵌合保持し、他端を固定鏡筒5で嵌合保持し、第1レンズ群鏡筒6と固定鏡筒5をバヨネット結合しバヨネットの掛かり量Bが、バー7の嵌合ガタによるバー7の倒れ量より小さくしたバヨネット構造にすることにより、光軸方向から見たレンズ断面において、第1レンズ群鏡筒7と固定鏡筒5をビス締めするフランジ部を無くすことができ、レンズ鏡筒の小型化を図っている。
又本実施例では図2に示す固定鏡筒5のバヨネット5aと第1レンズ鏡筒6のバヨネット6aの掛かり量Bに対し、図1に示すバー7,8の長さをL、第1レンズ鏡筒6と固定鏡筒5のバー7,8の受け径がφa、その受け嵌合長さがl、バー7,8の径がφA、バヨネットの回転中心(光軸中心)からのバー7,8までの長さがr、バヨネットの回転中心からバヨネット部までの長さをRとし、バー7,8の嵌合ガタによるバー7,8の倒れ量よりバヨネットの掛かり量Bは小さい。
即ち図1に示すようにバー7,8の径をφA、バー7,8の長さをL、バー7,8の受け径をφa、バー7,8の受け長さをl、バヨネットの掛かり量をBとするとき、
B<L*(a−A)/l
の条件を満足している。
又、本実施例では図1に示すようにバー7,8の径をφA、バー7,8の長さをL、バー7,8の受け径をφa、バー7,8の受け長さをl、バヨネットの掛かり量をB、バヨネットの回転中心からバー7,8の回転中心までの長さをr、バヨネットの回転中心からバヨネット部までの長さをRとするとき、
B<(L*(a−A)/l)*R/r
の条件を満足している。
尚、この条件は2つのバー7,8のうち、少なくとも一方がこの条件を満足すれば良い。
図5は、本発明の撮像装置の実施例1におけるブロック構成を示している。この図において、図2,図3,図4にて説明したレンズ鏡筒の構成要素については、図2、図3、図4と同符号を付す。
図5において33は第2レンズ群2の駆動源(駆動手段)であり、ステッピングモータ16、ギア14、ギヤ15、第2レンズラック10、およびラックバネ11等を含む。
34は第4レンズ群4の駆動源(駆動手段)であり、ステッピングモータ29、ギア27、ギヤ28、第4レンズラック23、およびラックバネ24等を含む。
35は第2レンズ群2と第3レンズ群3との間に配置された絞り等の光量調整装置20の駆動源である。
フォトリフレクタ12,25はそれぞれ、第2レンズ群2および第4レンズ群4の光軸方向の絶対位置を検出し、基準位置に保持枠9,22を配置してから、ステッピングモータ16,29に入力する動作パルス数を連続してカウントすることにより、第2レンズ群2および第4レンズ群4の光軸方向の移動と位置検出を行なう。
36は光量調整装置のエンコーダーであり、モータ等の光量調整駆動源35の内部にホール素子を配置し、ローターとステーターの回転位置関係を検出する方式のものなどが用いられている。
37はカメラの各種の動作の制御を司るCPUである。38はカメラ信号処理回路であり、撮像素子32からの出力に対して所定の増幅やガンマ補正などを施す。これらの所定の処理を受けた映像信号のコントラスト信号は、AEゲート39およびAFゲート40を通過する。
即ち、露出決定およびピント合わせのために最適な信号の取り出し範囲が全画面内のうちこのゲート39,40で設定される。このゲート39,40の大きさは可変であっても良く、又、複数設けても良い。
41はAF(オートフォーカス)のためのAF信号を処理するAF信号処理回路であり、AFゲート40から出力される映像信号の高周波成分に関する1つもしくは複数の出力を生成し、CPU37に入力している。42はズームスイッチ、43はズームトラッキングメモリである。ズームトラッキングメモリ43は、変倍に際して被写体距離とバリエーターレンズ(第2レンズ群2)の光軸方向の位置に応じてセットすべきフォーカシングレンズ(第4レンズ群)4の光軸方向の位置の情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリ43としてCPU37内のメモリを使用してもよい。
例えば、撮影者によりズームスイッチ42が操作されると、CPU37は、ズームトラッキングメモリ43の情報をもとに算出した第2レンズ群2と第4レンズ群4とが所定の位置関係が保たれるように、現在の第2レンズ群2の光軸方向の絶対位置であるカウント値と算出された第2レンズ群2のセットすべき位置、および現在の第4レンズ群4の光軸方向の絶対位置であるカウントされた値と算出されたフォーカスレンズ4のセットすべき位置がそれぞれ一致するように、第2レンズ群駆動源33と第4レンズ群駆動源34を駆動制御する。
また、本実施例におけるオートフォーカス動作ではAF信号処理回路41からの出力がピークを示すように、CPU37は、第4レンズ群駆動源34を駆動制御する。
さらに、適正露出を得るために、CPU37は、AEゲート40を通過したY信号の出力の平均値を所定値として、光量調整装置エンコーダー36の出力がこの所定値となるように光量調整装置駆動源35を駆動制御して、光量をコントロールする。
上記構成において、バー7,8の一方の端を第1レンズ鏡筒6に嵌合保持し、他端を固定鏡筒5で嵌合保持し、第1レンズ鏡筒6のバヨネット部6aと固定鏡筒5のバヨネット部5aをバヨネット結合しバヨネットの掛かり量Bが、バー7,8の嵌合ガタによるバーの倒れ量より小さくしたバヨネット構造にすることにより、光軸方向から見たレンズ断面において、第1レンズ鏡筒6と固定鏡筒5をビス締めするフランジ部を無くすことができ、レンズ鏡筒を小型化している。また、このレンズ鏡筒を用いて、小型の光学機器を達成している。
本発明の実施例1の要部断面図 本発明の実施例1の光軸方向斜め上から見た斜視図 本発明の実施例1を説明する為に分解した斜視図 本発明の実施例1を説明する為の断面図 本発明の光学機器における電気的構成を示す説明図
符号の説明
1・・・第1レンズ群、2・・・第2レンズ群、3・・・第3レンズ群、4・・・第4レンズ群、
5・・・固定鏡筒、5a・・・バヨネット、6・・・第1レンズ鏡筒、6a・・・バヨネット、
7・・・バー、7a・・・送りネジ部7a、7b・・・ギヤ部、
8・・・バー、8a・・・送りネジ部、8b・・・ギヤ部、
9・・・第2レンズ鏡筒、9a・・・スリーブ部、9b・・・U溝部、
9c・・・ラック留め部、9d・・・ラック留め部、
10・・・第2レンズラック、11・・・ラックバネ、12・・・フォトリフレクタ―、
13・・・ギヤ保持部材、14・・・ギヤ、15・・・ギヤ、
16・・・ステッピングモータ、16a・・・出力ギヤ、
44・・・ビス、17・・・第3レンズ鏡筒、18,19・・・ビス、20・・・光量調整装置、
21・・・ビス、
22・・・第4レンズ鏡筒、22a・・・スリーブ部、22b・・・U溝部、
22c、22d・・・ラック留め部、
23・・・第4レンズラック、24・・・ラックバネ、
25・・・フォトリフレクタ―、26・・・ギヤ保持部材、27・・・ギヤ、28・・・ギヤ、
29・・・ステッピングモータ、29a・・・出力ギヤ、30・・・ビス、
31・・・ローパスフィルター、32・・・撮像素子、
33・・・駆動源、34・・・駆動源、35・・・駆動源、36・・・光量調整装置エンコーダー、
37・・・CPU、38・・・カメラ信号処理回路、39・・・AEゲート、
40・・・AFゲート、41・・・AF信号処理回路、
42・・・ズームスイッチ、43・・・ズームトラッキングメモリ
φA・・・バー7,8径、L・・・バー7,8長さ、
φa・・・第1レンズ鏡筒6及び固定鏡筒5のバー7,8受け径、
l・・・第1レンズ鏡筒6及び固定鏡筒5のバー7,8受けの嵌合長さ、
B・・・バヨネット掛かり量、r・・・バヨネットの回転中心からバー7,8までの長さ、
R・・・バヨネットの回転中心からバヨネット部までの長さ

Claims (9)

  1. 鏡筒部材と固定鏡筒をバヨネット結合して成るレンズ鏡筒であって、
    バーを有し、前記バーの一方の端は前記鏡筒部材に嵌合ガタをもって嵌合保持され、他方の端は前記固定鏡筒に嵌合ガタをもって嵌合保持されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記鏡筒部材と前記固定鏡筒とのバヨネット結合におけるバヨネットの掛かり量は、前記バーの嵌合ガタによるバーの倒れ量より小さいことを特徴とする請求項1のレンズ鏡筒。
  3. 前記バーの径をφA、バーの長さをL、バーの受け径をφa、バーの受け長さをl、バヨネットの掛かり量をBとするとき、
    B<L*(a−A)/l
    を満たすことを特徴とする請求項1又は2のレンズ鏡筒。
  4. 前記バーの径をφA、バーの長さをL、バーの受け径をφa、バーの受け長さをl、バヨネットの掛かり量をB、バヨネットの回転中心からバーの回転中心までの長さをr、バヨネットの回転中心からバヨネット部までの長さをRとするとき、
    B<(L*(a−A)/l)*R/r
    を満たすことを特徴とする請求項1又は2のレンズ鏡筒。
  5. 前記バヨネット結合されているバヨネット部は接着又はテープ固定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項のレンズ鏡筒。
  6. 前記バヨネット結合は弾性変形により回転止め固定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項のレンズ鏡筒。
  7. 前記バーは、駆動手段からの駆動力を、レンズを保持し光軸方向に移動可能なレンズ保持枠に伝達する機能を有していることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項のレンズ鏡筒。
  8. 前記バーを複数個と、光軸方向に移動可能なレンズを保持するレンズ保持枠とを有し、該レンズ保持枠に設けたスリーブ部は1つのバーと嵌合し、該レンズ保持枠に設けたU溝部は他の1つのバーと嵌合していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項のレンズ鏡筒。
  9. 請求項1から8のいずれか1項のレンズ鏡筒を有していることを特徴とする光学機器。
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