JP2009204890A - Zoom lens device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定筒に対してカム筒を回転させることで複数のレンズ保持枠を光軸方向に同時に移動させるズームレンズ装置に関するものである。 The present invention relates to a zoom lens device that simultaneously moves a plurality of lens holding frames in an optical axis direction by rotating a cam cylinder with respect to a fixed cylinder.
従来のズームレンズ装置としては、例えば、変倍時に固定筒に対してカム筒を回転させ、カム筒にスパイラル状に設けたカム面と、固定筒に設けた直進ガイド面との交点にレンズ保持枠に設けたカムフォロワーを導くことでレンズ保持枠に保持したレンズ群を光軸方向に移動させるカム機構を用いたものが知られている(特許文献1)。 As a conventional zoom lens device, for example, when zooming, the cam cylinder is rotated with respect to the fixed cylinder, and the lens is held at the intersection of the cam surface spirally provided on the cam cylinder and the rectilinear guide surface provided on the fixed cylinder. A device using a cam mechanism that moves a lens group held on a lens holding frame in the optical axis direction by guiding a cam follower provided on the frame is known (Patent Document 1).
コンパクトで尚且つズーム倍率の大きいズームレンズ装置への需要が増えているが、ズーム倍率を大きくすると、変倍に係るレンズ群の移動量が大きくなり、カム筒の径を大きくしない限り、カム筒に形成されるカム溝のカム筒の回転方向に対する傾斜角が大きくなる。カム溝の傾斜角が大きくなると、カム筒を回転させるために大きなトルクが必要になり、カムフォロワーをスムーズに移動させることが困難になる。 There is an increasing demand for a compact zoom lens device that has a large zoom magnification. However, if the zoom magnification is increased, the amount of movement of the lens group for zooming increases, and unless the cam barrel diameter is increased, the cam barrel is increased. The inclination angle of the cam groove formed on the cam cylinder with respect to the rotation direction of the cam cylinder is increased. When the inclination angle of the cam groove increases, a large torque is required to rotate the cam cylinder, and it becomes difficult to smoothly move the cam follower.
このような問題点を解決するため、本出願人は、変倍駆動リング(ズームリング)を周方向に回転する変倍操作に伴ってカム筒を回転させるだけでなく光軸方向に移動させるようにし、変倍に係るレンズ群がカム溝による移動とカム筒自身の光軸方向への移動との合成移動量で変位されるようにすることにより、カム溝の傾斜角を大きくしなくて済むようにしたズームレンズ装置を提案した(特許文献2)。
ところが、上記特許文献2記載のズームレンズ装置では、変倍を行なうために変倍駆動リングを周方向に回転すると、同時に変倍駆動リングが光軸方向に移動するため、操作性が悪くなることが分かった。また、このことは、変倍駆動リングを機械で回転する場合、変倍用モータからの駆動を変倍駆動リングに伝達するギアと変倍駆動リングの外周面に形成されたギアとの噛合位置が変倍動作に伴って常に変位することを意味するため、変倍駆動の動作が安定しないおそれが生じる。 However, in the zoom lens device described in Patent Document 2, when the variable magnification drive ring is rotated in the circumferential direction in order to perform variable magnification, the variable magnification drive ring simultaneously moves in the optical axis direction, resulting in poor operability. I understood. In addition, this means that when the variable magnification drive ring is rotated by a machine, the meshing position between the gear for transmitting the drive from the variable magnification motor to the variable magnification drive ring and the gear formed on the outer peripheral surface of the variable magnification drive ring. Means that the lens is always displaced in accordance with the zooming operation, so that the zooming operation may not be stable.
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、各レンズ群をスムーズに移動させることができるとともに変倍操作に伴う変倍駆動リングの光軸方向への移動を防止することができるズームレンズ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and can smoothly move each lens group and can prevent movement of the zooming drive ring in the optical axis direction accompanying zooming operation. An object is to provide a zoom lens device.
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ装置は、直進ガイド開口を有する固定筒と、変倍時にそれぞれ異なった移動量で移動されるレンズ群を各々保持し、前記直進ガイド開口に係合するカムフォロワーを外周に設けた複数のレンズ保持枠と、前記固定筒の内部で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に支持されており、また、前記複数のレンズ保持枠を内部で光軸方向に移動自在に保持するカム筒と、前記カム筒に設けられ、前記各カムフォロワーの各々に係合しており、光軸を中心とする周方向の一方に向けて前記カム筒を回転することで前記各レンズ保持枠の全てを前記固定筒に対して光軸方向のうちの一方向に向けて移動させる向きに傾斜して形成されているカムと、を備えたズームレンズ装置において、前記固定筒に設けられたカム筒用カム開口と、前記カム筒の外周に突出して設けられ、前記カム筒用カム開口に係合するカム筒用カムフォロワーと、前記固定筒の外周で回転自在に取り付けられ、前記カム筒用カムフォロワーの先端に係合して前記カム筒に回転力を与えるとともに前記カム筒用カムフォロワーの光軸方向への移動を許容する光軸方向に長い溝部が形成された変倍駆動リングとを備え、前記カム筒用カム開口は、前記変倍駆動リングの前記光軸を中心とする周方向の前記一方への回転により前記各カムが前記各レンズ保持枠を移動させる方向と同じ方向に前記カム筒を移動させる向きに傾斜して形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a zoom lens apparatus according to the present invention holds a fixed cylinder having a rectilinear guide opening and a lens group that is moved by different moving amounts at the time of zooming. A plurality of lens holding frames provided with outer cam followers are supported on the outer periphery, and are rotatably supported in the fixed cylinder and movable in the direction of the optical axis. A cam cylinder that is movably held in the axial direction, and is provided on the cam cylinder, is engaged with each of the cam followers, and rotates the cam cylinder toward one of the circumferential directions around the optical axis. A zoom lens device comprising: a cam that is tilted in a direction to move all of the lens holding frames toward one of the optical axis directions with respect to the fixed cylinder; Provided on the fixed cylinder A cam cylinder cam opening, a cam cylinder cam follower that protrudes from the cam cylinder and engages with the cam cylinder cam opening, and is rotatably attached to the outer circumference of the fixed cylinder, A variable power drive in which a long groove portion is formed in the optical axis direction that engages with the tip of the cam follower for the cam barrel and applies a rotational force to the cam barrel and allows the cam follower for the cam barrel to move in the optical axis direction And the cam opening for the cam cylinder is the same as the direction in which the cams move the lens holding frames due to the rotation of the zoom drive ring to the one of the circumferential directions around the optical axis. The cam cylinder is formed so as to be inclined in the direction in which the cam cylinder is moved.
本発明のズームレンズ装置によれば、各レンズ保持枠は、カム筒に設けた各カムの変位分に、カム筒自身が移動する変位分を加えた分だけ固定筒に対して光軸方向の一方向に移動し、カム筒の移動に伴うカム筒用カムフォロワーの光軸方向への移動は変倍駆動リングに形成された光軸方向に長い溝部の内側で行なわれるので、変倍駆動リングが光軸方向に移動されることなく各レンズ群をスムーズに移動させることができる。 According to the zoom lens device of the present invention, each lens holding frame is arranged in the optical axis direction with respect to the fixed cylinder by an amount corresponding to the displacement of each cam provided on the cam cylinder plus the displacement of the cam cylinder itself. Since the movement of the cam follower for the cam cylinder in the optical axis direction along with the movement of the cam cylinder is performed inside the groove portion long in the optical axis direction formed in the variable magnification drive ring, the variable magnification drive ring Each lens group can be smoothly moved without being moved in the optical axis direction.
本発明の実施形態であるプロジェクタ用のズームレンズ装置10は、図1及び図2に示すように、スクリーン側(対物側)から順に第1〜第6のレンズ群11〜16を備えている。フォーカス時には、前玉である第1レンズ群11が光軸方向に移動され、変倍時には第2〜第5レンズ群12〜15が各々光軸方向に移動される。なお、第6レンズ群16は固定となっている。また、符号17は投影する原稿等が置かれる面であり、例えば液晶プロジェクタでは液晶パネルが置かれる面である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the projector zoom lens device 10 according to the embodiment of the present invention includes first to
ズームレンズ装置10の鏡筒は、固定筒18、カム筒19、変倍駆動リング20、フォーカス駆動リング21、及び、第1〜第6レンズ群を各々保持する第1〜第6レンズ保持枠22〜27とで構成されている。固定筒18には、後端に第6レンズ保持枠27が固定され、内周にカム筒19が、先端外周にフォーカス駆動リング21が、さらに、中央外周に変倍駆動リング20がそれぞれ配置されている。
The lens barrel of the zoom lens device 10 includes a fixed
固定筒18は、カム筒19の外周の全てを覆い、かつカム筒19よりも光軸方向の両方向に伸びた長筒形状となっている。フォーカス駆動リング21の先端には、第1レンズ保持枠22が固定され、フォーカス駆動リング21の後端が固定筒18の外周に嵌め込まれている。
The fixed
固定筒18とフォーカス駆動リング21とは、雄・雌ヘリコイド30,31で結合されている。フォーカス駆動リング21は、外周に設けたギヤ列32にフォーカスモータ29からの駆動が入力されることにより、固定筒18に対して回転しながら雄・雌ヘリコイド30,31のリードに従って光軸方向に移動して第1レンズ保持枠22を一緒に移動させる。
The fixed
カム筒19には、内部に第2〜第5レンズ保持枠23〜26が光軸方向に移動自在に収納されており、また、外周に4つのカム開口33〜36が形成されている。各カム開口33〜36は、カム筒19の回転により第2〜第5レンズ保持枠23〜26を光軸方向に個別に移動させるためのものである。第2〜第5レンズ保持枠23〜26に対応するカム開口33〜36は、周方向の3分割位置にそれぞれ設けられている。
The
第2〜第5レンズ保持枠23〜26には、外周の3分割位置にカムフォロワー38〜41がそれぞれ設けられている。これらカムフォロワー38〜41は、各カム開口33〜36にそれぞれ係合している。さらに、固定筒18には、周方向の3分割位置に直進ガイド開口45がそれぞれ形成されている。直進ガイド開口45は、光軸方向に長く伸ばして形成されており、各カムフォロアー38〜41が係合して、第2〜第5レンズ保持枠23〜26の回転止めを行う。
The second to fifth
固定筒18には、直進ガイド開口45の他に、カム筒19を光軸方向に移動させるためのカム面を有するカム筒用カム開口47が形成されている。このカム筒用カム開口47も周方向の3分割位置にそれぞれ設けられている。このカム筒用カム開口47のカム面には、カム筒19の外周に固定したカム筒用カムフォロワー48が係合している。
In addition to the rectilinear guide opening 45, the fixed
変倍駆動リング20は、固定筒18の外周で周方向に回転自在に取り付けられている。この変倍駆動リング20には、カム筒用カムフォロワー48の先端が係合する溝部20aが形成されている。この溝部20aは、カム筒用カムフォロワー48の軸が遊嵌する幅で光軸方向に延びた細長い直線状をしており、光軸を中心とするカム筒用カムフォロワー48の回転は許容しないが、カム筒用カムフォロワー48の光軸方向への移動は許容する。
The variable magnification drive ring 20 is attached to the outer periphery of the fixed
つまり、変倍駆動リング20とカム筒19とは、固定筒18のカム筒用カム開口47を介してカム筒用カムフォロワー48により一体に回転するが、この回転に伴うカム筒用カムフォロワー48の光軸方向への移動は溝部20a内で行なわれ、変倍駆動リング20の光軸方向への移動は発生しない。なお、溝部20aの長さは、カム筒19の光軸方向への移動量L(図4参照)にカム筒用カムフォロワー48の太さ(直径)を加算した値である。
In other words, the variable power drive ring 20 and the
変倍駆動リング20の外周には、ギヤ列50が形成されている。このギヤ列50に変倍用モータ51からの駆動が入力される。駆動が入力されると、変倍駆動リング20は、固定筒18に対して回転する。この際、変倍駆動リング20は、上述した溝部20aの作用により光軸方向に移動することがないから、ギヤ列50に対する変倍用モータ51からの駆動の入力位置が光軸方向に変位することがない。このため、変倍駆動リング20の回転駆動が安定して行なわれる。
A
カム筒19は、前述したとおりカム筒用カムフォロワー48及び溝部20aを介して変倍駆動リング20に連結されているので、変倍駆動リング20を回転させると変倍駆動リング20と一緒に回転しながら、カム筒用カムフォロワー48の変位に応じて光軸方向に移動する。また、カム筒19が回転することで前述したように第2〜第5レンズ保持枠23〜26は、各カム開口33〜36の変位に応じて光軸方向にそれぞれ移動する。
Since the
図3及び図4は、カム筒19の展開図を示している。各カム開口33〜36は、ワイド端からテレ端に向けて変倍したときに、第2〜第5レンズ保持枠23〜26を光軸方向のうちのスクリーン側に向けて移動させる向きに傾斜して形成されている。また、カム筒用カム開口47は、ワイド端からテレ端に向けて変倍したときに、第2〜第5レンズ保持枠23〜26が移動する方向と同じ方向にカム筒19を移動させる向きに傾斜して形成されている。ここで、ズームレンズ装置10のワイド端は、スクリーンに投映される画面サイズが大きくなる投映倍率の高い高倍率側であり、また、テレ端は、前記画面サイズが小さくなる投映倍率の低い低倍率側である。
3 and 4 show development views of the
変倍駆動リング20を回転してワイド端からテレ端に変倍すると、カム筒用カムフォロワー48がカム筒用カム開口47の一端47aから他端47bに長さW1だけ移動し、この移動に伴ってカム筒19が光軸方向に移動する。この移動量は、図4に示す長さLとなっている。なお、カム筒用カム開口47の一端47aと他端47bとは、カム筒用カムフォロワー48が当接することで変倍駆動リング20の回転範囲を規制する規制部である。
When the magnification driving ring 20 is rotated to change the magnification from the wide end to the tele end, the cam
カム筒用カムフォロワー48がカム筒用カム開口47の一端47aから他端47bに移動すると、カム筒19が変倍駆動リング20の回転方向のうちのテレ端方向に向けて回転し、各カム開口33〜36も回転する。各カム開口33〜36に係合している各カムフォロワー38〜41は、直進ガイド開口45に係合しているため回転することはなく、各カム開口33〜36と直進ガイド開口45との交点に追従して移動することになる。
When the cam
これにより、第2レンズ保持枠23は、カム開口33の光軸方向に沿った変位量L1とカム筒19の光軸方向への移動量Lとを加算した分だけ固定筒18に対してスクリーン側に向けて移動する。第3レンズ保持枠24も同様にして、カム開口34の光軸方向に沿った変位量L2とカム筒19の光軸方向への移動量Lとを加算した分だけ固定筒18に対してスクリーン側に向けて移動する。第4レンズ保持枠25も同様に、カム開口35の光軸方向に沿った変位量L3とカム筒19の光軸方向への移動量Lとを加算した分だけ固定筒18に対してスクリーン側に向けて移動する。そして、第5レンズ保持枠26も同様に、カム開口36の光軸方向に沿った変位量L4とカム筒19の光軸方向への移動量Lとを加算した分だけ固定筒18に対してスクリーン側に向けて移動する。
As a result, the second
つまり、変倍時に第2〜第5レンズ保持枠23〜26を移動させるための移動量を、各カム開口33〜36の光軸方向に沿った変位と、カム筒19の光軸方向への移動とに分けて持たせており、しかも、第2レンズ保持枠23〜26の移動方向と同じ方向にカム筒19を移動させるようにしているので、各カム開口33〜36を、光軸方向への変位の短い螺旋形状、すなわち、傾きを少なくした形状でカム筒19に形成することができる。このため、カム筒19の径を小さくしても、各カム開口33〜36を緩やかな傾斜で形成することができ、よって、1つの小径のカム筒19でも4個のレンズ保持枠23〜26の全部をスムーズに移動させることができる。
That is, the amount of movement for moving the second to fifth
以上説明した実施形態では、カム筒19の一方向への回転に連動して、第2〜第5レンズ保持枠23〜25を、カム筒19の移動方向と同じ方向に移動させるようにしているが、これら4つのレンズ保持枠に限らず、2つ以上のレンズ保持枠を移動させる構成でもよい。また、カムフォロワー38〜41、48やカム33〜36、47の数は、5個に限ることなく、いずれの個数でもよい。
In the embodiment described above, the second to fifth
上記各実施形態では、変倍駆動リング20を変倍用モータ51の駆動で自動的に駆動しているが、変倍用モータ51を省略して手動で回転するようにしてもよい。
In each of the embodiments described above, the zoom drive ring 20 is automatically driven by driving the
上記各実施形態では、プロジェクタに用いるズームレンズ装置として説明しているが、本発明はこれに限定されず、写真用カメラ、電子カメラ、及び、複写機などの光学系を用いた光学機器にも適用することができる。 In each of the above embodiments, the zoom lens device used in the projector has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to an optical apparatus using an optical system such as a photographic camera, an electronic camera, and a copying machine. Can be applied.
10ズームレンズ装置
18 固定筒
19 カム筒
20 変倍駆動リング
20a 溝部
22〜27 レンズ保持枠
33〜36 カム開口
38〜41 カムフォロワー
47 カム筒用カム開口
48 カム筒用カムフォロワー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (1)
変倍時にそれぞれ異なった移動量で移動されるレンズ群を各々保持し、前記直進ガイド開口に係合するカムフォロワーを外周に設けた複数のレンズ保持枠と、
前記固定筒の内部で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に支持されており、また、前記複数のレンズ保持枠を内部で光軸方向に移動自在に保持するカム筒と、
前記カム筒に設けられ、前記各カムフォロワーの各々に係合しており、光軸を中心とする周方向の一方に向けて前記カム筒を回転することで前記各レンズ保持枠の全てを前記固定筒に対して光軸方向のうちの一方向に向けて移動させる向きに傾斜して形成されているカムと、を備えたズームレンズ装置において、
前記固定筒に設けられたカム筒用カム開口と、
前記カム筒の外周に突出して設けられ、前記カム筒用カム開口に係合するカム筒用カムフォロワーと、
前記固定筒の外周で回転自在に取り付けられ、前記カム筒用カムフォロワーの先端に係合して前記カム筒に回転力を与えるとともに前記カム筒用カムフォロワーの光軸方向への移動を許容する光軸方向に長い溝部が形成された変倍駆動リングと、
を備え、
前記カム筒用カム開口は、前記変倍駆動リングの前記光軸を中心とする周方向の前記一方への回転により前記各カムが前記各レンズ保持枠を移動させる方向と同じ方向に前記カム筒を移動させる向きに傾斜して形成されていることを特徴とするズームレンズ装置。 A fixed cylinder having a straight guide opening;
A plurality of lens holding frames each holding a lens group that is moved by a different amount of movement at the time of zooming, and having cam followers that engage with the linear guide openings;
A cam cylinder that is rotatably supported in the fixed cylinder and movably in the optical axis direction, and that holds the plurality of lens holding frames movably in the optical axis direction inside;
Provided on the cam cylinder, engaged with each of the cam followers, and rotating the cam cylinder toward one of the circumferential directions centered on the optical axis, to In a zoom lens device comprising: a cam that is tilted in a direction to be moved toward one direction of the optical axis with respect to the fixed cylinder;
A cam cylinder cam opening provided in the fixed cylinder;
A cam follower for a cam cylinder that protrudes from an outer periphery of the cam cylinder and engages with the cam cylinder cam opening;
The cam cylinder is rotatably mounted on the outer periphery of the fixed cylinder, engages with the tip of the cam cylinder cam follower to give a rotational force to the cam cylinder, and allows the cam cylinder cam follower to move in the optical axis direction. A variable magnification drive ring in which a long groove is formed in the optical axis direction;
With
The cam cylinder cam opening is formed in the same direction as a direction in which the cams move the lens holding frames by the rotation of the zoom driving ring to the one of the circumferential directions around the optical axis. A zoom lens device, wherein the zoom lens device is formed so as to be inclined in the direction in which the lens is moved.
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JP2008047239A JP2009204890A (en) | 2008-02-28 | 2008-02-28 | Zoom lens device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013003451A (en) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Canon Inc | Lens barrel and optical equipment |
JP2019132943A (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | Projection lens and projector |
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2008
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