JP2006235287A

JP2006235287A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2006235287A
Application number: JP2005050371A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sawahata; 尚澤畑
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】レンズ鏡筒における移動鏡筒のレンズの倒れを調整する。
【解決手段】上部円筒１４の頂部は上方に向けて拡がっており、頂部の上端部には回転操作用の溝部１４ａが設けられ、頂部の下面はカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面と接合し軸部１３の中心軸から偏芯させた位置に中心軸を持つ円錐面１４ｂとされ、下部に下部円筒１５と回転方向に結合する複数個の凹部１４ｃが設けられている。上部円筒１４は下部円筒１５に対し上下方向には若干の自由度を有し、回転方向には凹部１４ｃと凸部１５ｂとにより連結されている。軸部１３を下部円筒１５が回転可能な状態、つまり軸部１３のねじ部１３ｄを鏡筒２〜５のねじ穴２１に対して締め切った位置から緩めた状態にし、上部円筒１４と下部円筒１５を軸部１３に対し溝部１４ａを用いて回転させることで、鏡面２〜５のカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面に対する円錐面１４ｂの当接位置を調整し、鏡筒２〜５のレンズの光軸に対する倒れ調整を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、光束を拡大又は縮小する変倍光学系を有するズームレンズ鏡筒であり、特に透過型液晶プロジェクタや反射型液晶プロジェクタなどの投射表示装置用の投射レンズに使用されるレンズ鏡筒に関するものである。

従来からズームレンズ鏡筒は、カム溝を周面に設けたカム環、光軸方向の案内溝を有する固定筒、その内部に配置し略円柱状のカムフォロアを固定した複数の移動鏡筒を備えている。そして、カム環を固定筒に対して光軸周りに回転させることで、カム溝と案内溝の交点に摺動可能に位置するカムフォロアを介して、移動鏡筒は固定筒に対して光軸方向に移動する。

図６は基本的なズームレンズ鏡筒の構成を示し、光軸に沿って、第１レンズ群を保持した第１群鏡筒１、第２レンズ群を保持した第２群鏡筒２、第３レンズ群を保持した第３群鏡筒３、第４レンズ群を保持した第４群鏡筒４、第５レンズ群を保持した第５群鏡筒５、第６レンズ群を保持した第６群鏡筒６が順次に配列され、これらの第２群鏡筒２〜第６群鏡筒６は固定筒７内に収容され、固定筒７はカム環８内に挿入されている。

第２〜第５群鏡筒２〜５はズーム用の移動鏡筒とされ、それぞれラジアル方向１２０°毎の３方向からカムフォロア９が取り付けられている。取り付けられたカムフォロア９は、固定筒７に設けた３個の案内溝７ａをそれぞれ介して、金属製のカム環８の外周にそれぞれ３組ずつ設けられた第２群鏡筒用カム溝８ａ、第３群鏡筒用カム溝８ｂ、第４群鏡筒用カム溝８ｃ、第５群鏡筒用カム溝８ｄに嵌合されている。

固定筒７に対して、バヨネット構造等により光軸方向への移動が規制されているカム環８が、光軸周りに手動又は電動により定位置回転することによって、各鏡筒２〜５はそれぞれのカム溝に従って所定の距離を移動し、ズーミングを行う。

合成樹脂材を用いてカム環の成型を行う場合もあるが、金型の構造上、カム溝にテーパ面を付さなければならない。そのため、カムフォロアにもカム溝のテーパ面と同じ傾斜角度の円錐面を持たせて、カム溝と嵌合させることが必要となる。しかし、カム溝とカムフォロアにそれぞれテーパ面、円錐面を設けるように成形する場合には、互いに成形誤差が発生することから、カム溝とカムフォロアの嵌合部に遊びが生ずるため、ズーミングの際に像ぶれ等の問題が発生し易い。

この問題の解決策として、特許文献１に開示されるように、ばね等の付勢手段を用いて、カムフォロアをカム溝に付勢することで、この遊びを改善する手段が知られている。

特開平２−２５３２０９号公報

最近のズームレンズ鏡筒では、非球面レンズの使用、広角化、小径化等の様々な要因により、図７に示すように移動鏡筒のレンズ面９の光軸Ｏに対する倒れに対しての敏感度が極めて高くなっている。しかし、テーパ面、円錐面を持たせたカム溝とカムフォロアの成形誤差による嵌合部の遊びの改善手段として、特許文献１等によりばね等の付勢手段を用いた場合には、移動鏡筒の光軸に対する倒れ調整等は特に行われていない。

そのため、最近のズームレンズ鏡筒では、カム環の金型での成形と良品率の向上を同時に行うことは困難となっている。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、移動鏡筒のレンズ面の光軸に対する倒れ調整を行うことができるズームレンズ鏡筒を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るレンズ鏡筒の技術的特徴は、カム溝を周面に設けたカム環と、光軸方向に伸びる案内溝を有する固定鏡筒と、レンズを保持する移動鏡筒と、該移動鏡筒に固定した固定部と、該固定部に周設し前記カム溝に係合する第１係合部及び前記案内溝に係合する第２係合部を有するカムフォロアとを備え、前記カム環の回転によって前記固定鏡筒に対して前記移動鏡筒を前記光軸方向に移動させるレンズ鏡筒であって、前記第１係合部は光軸に垂直な方向から見て前記固定部に対して偏芯していることにある。

本発明に係るレンズ鏡筒によれば、カム溝に係合する第１係合部を有するカムフォロアを固定部に対して偏芯させることにより、移動鏡筒のレンズの倒れ調整が可能となる。

本発明を図１〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例のカム溝にテーパ面を有する場合のズームレンズ鏡筒の構成図を示し、図６と同一の符号は同一の部材を示している。

第１レンズ群はフォーカス系レンズ群であり、第１群鏡筒１に保持され、固定筒７の内側に配置されている。第１群鏡筒１の外周にはヘリコイドねじが設けられ、固定筒７の内径に設けられたヘリコイドねじと螺合されており、手動又は電動により第１群鏡筒１が光軸周りに回動されると、第１レンズ群は光軸方向に移動しフォーカシングを行う。

ズーム用の第２群鏡筒２、第３群鏡筒３、第４群鏡筒４、第５群鏡筒５には、それぞれラジアル方向１２０°毎の３方向から略円柱状のカムフォロア１１が固定されている。各鏡筒２〜５に３個ずつ取り付けられたカムフォロア１１は、固定筒７の３個の直線状の案内溝７ａを介して、それぞれカム環１２の外周に３個ずつ略螺旋状に設けられた第２群鏡筒用カム溝１２ａ、第３群鏡筒用カム溝１２ｂ、第４群鏡筒用カム溝１２ｃ、第５群鏡筒用カム溝１２ｄに嵌合されている。そして、カム環１２は合成樹脂材から成り、カム溝１２ａ〜１２ｄに沿ってテーパが面取りされている。

また、第６群鏡筒６はリレーレンズ群を保持しており、固定筒７にスラスト方向からビスにより固定されている。

図２はカムフォロア１１の斜視図、図３は断面図であり、このカムフォロア１１は第２群鏡筒２に取り付け、固定筒７の案内溝７ａ、カム環１２のカム溝１２ａに嵌合した場合を示している。このカムフォロア１１は、鏡筒２〜５に固定する軸部１３と、軸部１３の上部を回転自在に囲み、カム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面と適合する円錐面を有し、この円錐面の中心軸Ｃを軸部１３の中心軸Ａから偏芯させている上部円筒１４と、上部円筒１４の下部にあって上部円筒１４と回転方向に連結し、鏡筒２〜５に回転自在に挿入される円筒状の下部円筒１５と、上部円筒１４を軸部１３に対し下方に付勢する圧縮ばね１６の４つの部材により構成されている。

軸部１３の頭部は大径とされてねじ溝１３ａが形成され、中軸部１３ｂには上部円筒１４が回転自在に摺接され、この中軸部１３ｂよりも細径の下軸部１３ｃには下部円筒１５のフランジ部１５ａが回転自在に摺接され、下軸部１３ｃの下端には鏡筒２〜５に螺合するためのねじ部１３ｄが形成されている。

上部円筒１４は略円筒形とされ、その頂部は上方に向けて拡がっており、頂部の上端部には回転操作用の溝部１４ａが設けられ、頂部の下面はカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面と接合し軸部１３の中心軸から偏芯させた位置に中心軸を持つ円錐面１４ｂとされ、下部に下部円筒１５と回転方向に結合する複数個の凹部１４ｃが設けられている。

下部円筒１５は略円筒形とされ、その中間部に軸部１３の下軸部１３ｃを囲むフランジ部１５ａが設けられ、上部に上部円筒１４の凹部１４ｃと結合する凸部１５ｂが設けられている。更に、下部円筒１５の周囲には、鏡筒２〜５に対する摺動抵抗を減少するために凹環部１５ｃが形成されている。更に、圧縮ばね１６は軸部１３の中軸部１３ｂに巻回され、上部円筒１４を下方に付勢している。

鏡筒２〜５には、カムフォロア１１を取り付けるために必要に応じて台座１７が設けられ、この台座１７に、軸部１３のねじ部１３ｄを螺合するための光軸と垂直方向にねじ穴２１が形成され、更に下部円筒１５を挿入するための円溝２２が、ねじ穴２１の周囲に所定距離を隔てて形成されている。

この構成において、カムフォロア１１をカム環１２のカム溝１２ａ〜１２ｄ及び固定筒７の案内溝７ａを挿通してから、軸部１３を鏡筒２〜５のねじ穴２１に螺合して取り付けると、上部円筒１４の円錐面１４ｂはカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面に接し、下部円筒１５の下部は円溝２２に回転自在に挿着される。

この状態で、下部円筒１５はフランジ部１５ａを介して軸部１３の中軸部１３ｂと下軸部１３ｃの境界の段部により下方に押さえ付けられ、上部円筒１４は下部円筒１５に対し上下方向には若干の自由度を有し、回転方向には凹部１４ｃと凸部１５ｂとにより連結されている。

そして、軸部１３を下部円筒１５が回転可能な状態、即ち軸部１３のねじ部１３ｄを鏡筒２〜５のねじ穴２１に対して締め切った位置から緩めた状態にし、上部円筒１４と下部円筒１５を軸部１３に対し溝部１４ａを用いて回転させる。上部円筒１４が持つ円錐面１４ｂの中心軸Ｃが、軸部１３の中心軸Ａから偏芯していることにより、図４に示すように、円錐面１４ｂの鏡筒２〜５のカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面への当接位置を調整して、鏡筒２〜５のレンズ面の光軸に対する倒れ調整を行うことができる。

この倒れ調整を行った後に、軸部１３を鏡筒２〜５に対して、締め切った位置にすることで下部円筒１５は固定される。更に、凹部１４ｃが凸部１５ｂと係合しているために、上部円筒１４ａは回転方向に固定されることになる。この結果、倒れ調整を行った鏡筒２〜５が、ズーミングの際や外部から衝撃を受けた際にもその安定性が確保される。

従って、カム環１２が光軸周りに手動又は電動により定位置回転する際に、カムフォロア１１の上部円筒１４は、圧縮ばね１６に付勢されながらカム溝１２ａ〜１２ｄのテーパ面に追従して動くため、成形誤差から生ずるがたの影響を受けることなく、鏡筒２〜５は円滑に移動可能となり、ズーミングを良好に行うことができる。更に、カムフォロア１１の上部円筒１４の円錐面の中心軸Ｃは、軸部１３の中心軸Ａから偏芯させた位置にあるので、上部円筒１４と下部円筒１５を軸部１３に対し溝部１４ａを回転させることで、鏡筒２〜５のレンズ面の光軸に対する倒れ調整を行うので、カム環１２の金型での成形と良品率の向上を同時に行うことができる。

図５は実施例２のカムフォロア１１’の断面図を示し、外観は図３の斜視図と同じである。実施例１においては軸部１３の先端にねじ部１３ｄが設けられていたのに対し、この実施例２の軸部１３’ではねじ部１３ｄを有しておらず、鏡筒２〜５のねじ穴２１もねじが刻設されていない穴部２１’とされている。

この構成において、軸部１３を下部円筒１５が回転可能な状態、即ち軸部１３を鏡筒２〜５の何れかに対して完全に圧入した位置から若干緩めた状態にし、上部円筒１４と下部円筒１５を軸部１３の周りに回転させることで、上部円筒１４が持つ円錐面１４ｂの中心軸Ｃが、軸部１３の中心軸Ａから偏芯した位置にあるので、鏡筒２〜５のレンズ面の光軸に対する倒れ調整を行うことができる。

倒れ調整を行った後に、軸部１３を鏡筒２〜５に対して完全に圧入した位置にすることにより、上部円筒１４は軸部１３によって鏡筒２〜５の光軸に垂直な方向にのみ摺動可能に嵌合され、下部円筒１５は軸部１３によって鏡筒２〜５に固定され、実施例１と同様の作用効果を有する。

実施例１のレンズ鏡筒の分解斜視図である。カムフォロアの斜視図である。カムフォロアの断面図である。カム溝に対する円錐面の当接状態の説明図である。実施例２のカムフォロアの断面図である。基本的なズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。移動鏡筒のレンズの倒れの説明図であ。

符号の説明

１第１群鏡筒
２第２群鏡筒
３第３群鏡筒
４第４群鏡筒
５第５群鏡筒
６第６群鏡筒
７固定筒
７ａ案内溝
１１、１１’ カムフォロア
１２カム環
１２ａ〜１２ｄカム溝
１３、１３’ 軸部
１４上部円筒
１４ａ溝部
１４ｂ円錐面
１４ｃ凹部
１５下部円筒
１５ｂ凸部
１６圧縮ばね
１７台座
２１ねじ穴
２２円溝

Claims

カム溝を周面に設けたカム環と、光軸方向に伸びる案内溝を有する固定鏡筒と、レンズを保持する移動鏡筒と、該移動鏡筒に固定した固定部と、該固定部に周設し前記カム溝に係合する第１係合部及び前記案内溝に係合する第２係合部を有するカムフォロアとを備え、前記カム環の回転によって前記固定鏡筒に対して前記移動鏡筒を前記光軸方向に移動させるレンズ鏡筒であって、前記第１係合部は光軸に垂直な方向から見て前記固定部に対して偏芯していることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記カムフォロアを前記固定部の周囲を回転させることにより、前記第１係合部の前記固定部に対する偏芯量を調整して、前記レンズの光軸に対する倒れを調整することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記カム溝はテーパ面を有し、前記第１係合部は前記カム溝に摺接する円錐面としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
前記固定部と前記カムフォロアとの間に弾性部材を介在し前記第１係合部を前記カム溝に付勢することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つの請求項に記載のレンズ鏡筒。
前記弾性部材は圧縮ばねとし、前記固定部に巻回した請求項４に記載のレンズ鏡筒。
前記固定部の周囲に同軸の回転部を配し、前記カムフォロアは前記回転部に対し回転方向に連結し、回転軸方向には非連結としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
前記カムフォロアの前記回転部との連結は凸部と凹部の組合わせとした請求項６に記載のレンズ鏡筒。
前記固定部は前記移動鏡筒の軸孔に螺合するようにした請求項１に記載のレンズ鏡筒。
請求項１〜８の何れか１つの請求項に記載のレンズ鏡筒を搭載した投写型表示装置。