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

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。