JP2014182230A - レンズ鏡筒、撮像システム、および、光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で組立性を向上させたレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、光軸方向と直交する周方向に係合溝を有する固定筒と、固定筒の外側に配置される回転操作環と、回転操作環の穴部に挿入されて固定筒の係合溝に係合することにより、固定筒に対して回転操作環を回転可能に保持する位置規制部材とを有し、固定筒の係合溝は、所定の範囲の内側に形成された溝部および所定の範囲の外側に形成された延長溝部を有し、光軸方向における延長溝部の幅は、光軸方向における溝部の幅よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転操作環を有するレンズ鏡筒に関する。

従来から、ズームリング（回転操作環）を回転操作してレンズ群を光軸方向に進退させる際に、固定筒に対してズームリングを定位置回転可能に保持させる機構が提案されている。

特許文献１には、ズームリングを固定筒にバヨネット結合して定位置回転させる機構が開示されている。また特許文献２には、位置規制コロをズームリングの外径側から挿入し、固定筒の溝部に係合させる機構が開示されている。

特開２００２−２３６２４７号公報 特開２０１２−１９４３３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、バヨネット爪をズームリングの先端に設ける必要があるため、固定筒のバヨネット溝およびズームリングのバヨネット爪の配置が設計上の制約となる場合がある。また、特許文献２に開示された構成では、位置規制コロが組み込まれるズームリングの挿入穴と固定筒の溝部の光軸方向における位置を正確に合わせて組み込む必要がある。このため、組立性の向上が困難である。

そこで本発明は、簡易な構成で組立性を向上させたレンズ鏡筒、撮像システム、および、光学機器を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、光軸方向と直交する周方向に係合溝を有する固定筒と、前記固定筒の外側に配置される回転操作環と、前記回転操作環の穴部に挿入されて前記固定筒の前記係合溝に係合することにより、前記固定筒に対して該回転操作環を回転可能に保持する位置規制部材とを有し、前記固定筒の前記係合溝は、所定の範囲の内側に形成された溝部および該所定の範囲の外側に形成された延長溝部を有し、前記光軸方向における前記延長溝部の幅は、該光軸方向における前記溝部の幅よりも大きい。

本発明の他の側面としての撮像システムは、前記レンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を装着した撮像装置とを有する。

本発明の他の側面としての光学機器は、前記レンズ鏡筒を有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、簡易な構成で組立性を向上させたレンズ鏡筒、撮像システム、および、光学機器を提供することができる。

本実施例におけるレンズ鏡筒を有する撮像システムの断面図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の要部分解斜視図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の要部拡大図である。 本実施例におけるレンズ鏡筒の組立過程を示す要部分解斜視図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施例におけるレンズ鏡筒（交換レンズ２）を有する撮像システム１００の断面図であり、レンズ鏡筒が広角端にある状態（ＷＩＤＥ状態）を示している。図２は、レンズ鏡筒の要部分解斜視図である。図３はレンズ鏡筒の要部拡大図であり、図３（ａ）はＷＩＤＥ側（広角端側）および図３（ｂ）はＴＥＬＥ側（望遠端側）の要部をそれぞれ示している。図４は、レンズ鏡筒の組立過程を示す要部分解斜視図である。

まず、図１を参照して、本実施例におけるレンズ鏡筒（交換レンズ２）を有する撮像システム１００の全体構成について説明する。撮像システム１００は、カメラ本体１(撮像装置本体)と、カメラ本体１に着脱可能に装着される交換レンズ２（レンズ鏡筒）を備えて構成される。

カメラ本体１は撮像素子１ａを有する。撮像素子１ａは、交換レンズ２を介して得られた被写体像（光学像）を光電変換して像信号（電気信号）を生成する。交換レンズ２は、物体側（被写体側）から順に、第１〜第６レンズ群Ｌ１０１〜Ｌ６０１（複数のレンズ群）を有する６群構成レンズである。ただし、本実施例はこれに限定されるものではなく、他の構成を有するレンズであってもよい。レンズ群Ｌ１０１〜Ｌ６０１は、ズーム操作中に光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動する変倍レンズ群である。また、複数のレンズ群のうち、第５レンズ群Ｌ５０１は、フォーカス動作中に光軸方向に移動する合焦レンズ群でもある。

マウント１１は、交換レンズ２をカメラ本体１に取り付けるためのバヨネット部を有する。固定筒１２は、マウント１１のフランジ部と当接し、不図示のビスによりマウント１１を固定する。また固定筒１２は、光軸方向と直交する周方向に延びる係合溝１２ａを有する。案内筒１３は、ビスにより固定筒１２に固定されている。案内筒１３には、その外周に形成されたバヨネット部により、光軸周りに回転可能なカム筒１４が保持されている。

１５は、第１レンズ群Ｌ１０１を保持する直進筒である。直進筒１５には、不図示の直進筒移動コロがビスにより固定されている。１６は、手振れ補正機構ユニットである。手振れ補正機構ユニット１６の第２群保持枠（不図示）は、第２レンズ群Ｌ２０１を保持している。１７は、第３レンズ群Ｌ３０１を保持する第３群保持枠である。第３群保持枠１７には、不図示の３群レンズ枠移動コロがビスにより固定されている。１８は、第４レンズ群Ｌ４０１を保持する第４群保持枠である。第４群保持枠１８は、第６レンズ群Ｌ６０１を保持する第６群保持枠１９に不図示のビスにより固定されている。第６群保持枠１９には、不図示の第６群レンズ枠移動コロがビスにより固定されている。２０は、第５レンズ群Ｌ５０１を保持する第５群保持枠である。第５群保持枠２０は、第４群保持枠１８および第６群保持枠１９により保持されたガイドバー（不図示）により、直進移動可能に保持されている。

２１はマニュアルリングであり、固定筒１２に対して保持されている。２２はフロントリングである。フロントリング２２は、固定筒１２に固定されることにより、マニュアルリング２１の光軸方向への抜け止めを担い、固定筒１２とともにマニュアルリング２１を定位置回転可能に保持する。

ズームリング２３（回転操作環）は、ズーム操作中に使用者が回転操作する部材である。ズームリング２３は、固定筒１２の外径側（外側）に配置される。ズームリング２３は、位置規制コロ２４（位置規制部材）を保持する穴部２３ａを有する。位置規制コロ２４は、ズームリング２３の外径側からズームリング２３の穴部２３ａに挿入される。そして位置規制コロ２４は、固定筒１２の係合溝１２ａに係合することにより、固定筒１２に対してズームリング２３を回転可能（定位置回転可能）に保持する。

また、ズームリング２３は、ズームコロ２５（連結部材）と係合する連結穴２３ｂを有する。ズームコロ２５は、カム筒１４に固定されたズームキー２６とビスにより連結されている。このときズームコロ２５は、固定筒１２のズームコロ溝１２ｅ（第二の係合溝）に係合した状態でズームリング２３とカム筒１４とを連結させる。このため、ズームリング２３を回転させると、その回転力によりズームコロ２５からズームキー２６を介してカム筒１４を一体的に回転させることができる。ズームリング２３の外周には、ズームゴム２７が巻き付けられている。

２８はメイン基板である。メイン基板２８は、リニアポジションセンサ２９、フォーカスユニット、電磁絞りユニット、マニュアルリング２１の回転検出センサ、ジャイロセンサ（いずれも不図示）と可撓性フレキシブル基板を介して又は直接、電気的に接続され、各種制御を行う。不図示の接点ブロックは、マウント１１にビス止めされ、メイン基板２８とフレキシブル基板を介して接続され、カメラ本体１との通信および電源の供給を行うために設けられている。

次に、図１および図２を参照して、各レンズ群（レンズ群Ｌ１０１〜Ｌ１０６）の動作について説明する。ズームリング２３を回転させると、前述のとおり、カム筒１４が一体的に回転する。カム筒１４が回転すると、案内筒１３に設けられた光軸方向に延伸した直進溝とカム筒１４に設けられた直進筒用カム溝１４ａ、第３群カム溝１４ｂ、および、第６群カム溝１４ｃの交点が移動する。この交点の移動に従って、直進筒１５、第３群保持枠１７、および、第６群保持枠１９は、それぞれの移動コロを介して光軸方向に直進移動する。ここで第４群保持枠１８は、第６群保持枠１９にビスにより固定されているため、第６群保持枠１９と一体的に移動する。手振れ補正機構ユニット１６は、案内筒１３に固定されている。このため、第２レンズ群Ｌ２０１を保持する第２群保持枠（不図示）はズーム操作によって移動しない。

続いて、第５群保持枠２０に動作について説明する。第５群保持枠２０は、前述のとおり、第４群保持枠１８および第６群保持枠１９に保持されたガイドバー（不図示）により保持されている。第５群保持枠２０は、第６群保持枠１９に固定されるフォーカスモータ（不図示）のリードスクリュ部に係合するラック機構を保持する。カム筒１４が回転すると、カム筒１４に形成された検出カム１４ｄのカムリフトに応じて、固定筒１２の内径側に固定されたリニアポジションセンサ２９の検出部２９ａが光軸方向に移動する。この移動量に応じてカム筒１４の回転位置を検出することにより、予め用意された既知のトラッキングテーブルに基づいて、第５群保持枠２０を光軸方向の規定位置に移動するようにフォーカスモータを制御する。

次に、図２乃至図４を参照して、本実施例におけるズームリング２３（回転操作環）の組立方法について詳述する。固定筒１２に、フレキシブル基板（不図示）が半田付けされたリニアポジションセンサ２９を固定筒１２の内径側に設置し、ビス取り付け用工具穴１２ｈを介してビスにより固定する。

続いて、ズームリング２３を固定筒１２の外径側に挿入する。このとき、図２に示されるレンズ鏡筒２の位相状態において、ズームリング２３を挿入し、前述の位置規制コロ２４を穴部２３ａに組み込もうとすると、位置規制コロ２４を固定筒１２の係合溝１２ａに挿入させにくい。これは、固定筒１２に対してズームリング２３を光軸方向にガタなく保持させるように、位置規制コロ２４の外径と固定筒１２の係合溝１２ａの幅との差が例えば５０μｍ以下の僅かな差になるように設定されているためである。

このため、固定筒１２の係合溝１２ａには、交換レンズ２の使用状態での位置規制コロ２４の可動範囲Ｒの外側に、位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）が設けられている。すなわち、固定筒１２の係合溝１２ａは、所定の範囲（可動範囲Ｒ）の内側に形成された溝部１２ｍおよび所定の範囲の外側に形成された位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）を有する。本実施例において、所定の範囲（可動範囲Ｒ）は、広角端（ＷＩＤＥ側）と望遠端（ＴＥＬＥ側）との間でズーム操作可能な範囲である。

また本実施例において、位置規制コロ挿入溝１２ｄの幅は、交換レンズ２の使用状態で、位置規制コロ２４の可動範囲Ｒ内の係合溝１２ａの幅よりも大きく設定されている。すなわち光軸方向における位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）の幅Ｗ２は、光軸方向における溝部１２ｍの幅Ｗ１よりも大きい。

また本実施例において、溝部１２ｍのＴＥＬＥ側端１２ｂ（望遠端）と位置規制コロ挿入溝１２ｄとのつなぎ目１２ｊは、斜面形状や曲面形状を有し、これらの間は滑らかにつながれている。すなわち、係合溝１２ａの溝部１２ｍと位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）との間には、溝部１２ｍの幅Ｗ１と位置規制コロ挿入溝１２ｄの幅Ｗ２との差（Ｗ２−Ｗ１）を連続的に小さくするように斜面部または曲面部（つなぎ目１２ｊ）が設けられている。

ズームリング２３を固定筒１２に組み込む際には、図２に示されるレンズ鏡筒２の位相状態から、ズームリング２３を時計方向（図４中の矢印Ａの方向）に回転させる。そして図４に示されるように、ズームリング２３の穴部２３ａを、固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄに一致させる。このような状態で、位置規制コロ２４をズームリング２３の穴部２３ａに挿入する。このとき、位置規制コロ２４の外径（直径）よりも位置規制コロ挿入溝１２ｄの幅のほうが大きいため、位置規制コロ２４を容易に組み込むことができる。

本実施例において、位置規制コロ２４は、ズームリング２３に対して光軸方向と直交する周方向に沿って等間隔で複数設けられている（本実施例では三つの位置規制コロ２４が設けられている）。同様に、固定筒１２の係合溝１２ａも、周方向に沿って等間隔で複数設けられている。そして、複数の位置規制コロ２４は、複数の係合溝１２ａのうち対応する係合溝に係合する。

位置規制コロ２４の組み込みが完了した後、ズームリング２３を図４中の矢印Ｂで示される反時計方向に回転させる。その際、前述のとおり、固定筒１２の係合溝１２ａと位置規制コロ挿入溝１２ｄは滑らかにつながっているため、ズームリング２３の回転により、位置規制コロ２４はスムーズに係合溝１２ａに案内される。ズームリング２３は、後述のズームコロ２５（連結部材）の組み立てに備えて、位置規制コロ２４が係合溝１２ａの位置規制コロＷＩＤＥ側端面１２ｃに当接するまで回転させる。位置規制コロＷＩＤＥ側端面１２ｃは、固定筒１２に形成されたズームコロ溝１２ｅのＷＩＤＥ側端面１２ｆよりも反時計方向（図３（ａ）中の矢印Ｂの方向）に延長したＷＩＤＥ側延長溝部１２ｋの端面に位置している。このように、固定筒１２の係合溝１２ａは、周方向において位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）の反対側（反時計方向側）であって、かつ、所定の範囲（可動範囲Ｒ）の外側に設けられたＷＩＤＥ側延長溝部１２ｋ（係合溝端部）を有する。

ズームコロ溝１２ｅのＷＩＤＥ側端面１２ｆは、ズームコロ２５と当接することにより、交換レンズ２のＷＩＤＥ端（広角端）を決定する。同様に、固定筒１２の係合溝１２ａのＴＥＬＥ側端１２ｂは、ズームコロ溝１２ｅのＴＥＬＥ側端面１２ｇよりも、時計方向（図３（ｂ）中の矢印Ａの方向）に延長した位置に設けられている。同様に、ズームコロ溝１２ｅのＴＥＬＥ側端面１２ｇは、ズームコロ２５と当接することにより、交換レンズ２のＴＥＬＥ端（望遠端）を決定する。このように、ズームコロ２５（連結部材）は、固定筒１２のズームコロ溝１２ｅ（第二の係合溝）の端部（ＴＥＬＥ側端面１２ｇ）に当接することにより所定の範囲（可動範囲Ｒ）を規定する。これにより、位置規制コロ２４が位置規制コロ挿入溝１２ｄ（延長溝部）へ移動することを制限することができる。

続いて、マニュアルリング２１を固定筒１２の外径側に挿入する。その後、マニュアルリング２１の回転方向と速度を検出するための検出センサ（不図示）を固定筒１２の内径側から挿入する。そして、フロントリング２２を固定筒１２に組み込む。フロントリング２２は、スナップ固定のための爪部２２ａを有し、固定筒１２に設けられた溝部１２ｉと係合することにより、固定筒１２に保持される。

次に、ズームリング２３とカム筒１４との連結部について説明する。図２では説明のためにカム筒１４のみ表示しているが、実際には前述のとおり、カム筒１４は案内筒１３に定位置回転可能に保持されており、案内筒１３は各レンズ群の保持枠を保持している。カム筒１４には、予めズームキー２６がビスにより固定されている。図２中の位相位置（ＷＩＤＥ端位置）において、ズームリング２３、マニュアルリング２１、および、フロントリング２２を保持した固定筒１２は、案内筒１３に不図示のビスにより固定される。この位相位置において案内筒１３に固定筒１２を組み込むと、ズームリング２３は、レンズ鏡筒２の使用状態でのＷＩＤＥ端（広角端）よりも反時計方向（図２中の矢印Ｂの方向）に位置する。これは、ズームリング２３に挿入されている位置規制コロ２４が固定筒１２の位置規制コロＷＩＤＥ側端面１２ｃに当接する位置は、交換レンズ２の使用状態でのＷＩＤＥ端よりも反時計方向に延長した位置に設定されているからである。

そこで、次工程のズームコロ２５を組み込むため、ズームリング２３を時計方向（図２中の矢印Ａの方向）に回転させ、ズームリング２３の連結穴２３ｂとズームキー２６のズームコロ係合部２６ａとを一致させる。そして、ビスを用いてズームコロ２５をズームキー２６に固定する。ズームコロ２５が組み立てられると、ズームリング２３を回転させることにより、ズームコロ２５は固定筒１２のＷＩＤＥ側端面１２ｆおよびＴＥＬＥ側端面１２ｇにそれぞれ当接可能である。これにより、交換レンズ２の使用状態でのＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端が決定する。

前述のように、固定筒１２の係合溝１２ａのＴＥＬＥ側端１２ｂは、ズームコロ溝１２ｅのＴＥＬＥ側端面１２ｇよりも、図中の時計方向に延長した位置にある。このため、ズームコロ２５にて交換レンズ２の使用状態でのＴＥＬＥ端が決定されると、位置規制コロ２４が固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄまで回転することを制限することができる。

ここで、本実施例において、固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄをＴＥＬＥ側端面１２ｇよりも時計方向側（可動範囲Ｒの外側）に配置している理由について説明する。

各レンズ群の保持枠を保持する案内筒１３に固定筒１２をビスで固定する際、最も物体側に位置する直進筒１５が最も縮んだ状態、すなわち光軸方向におけるレンズ鏡筒２の長さが最小となる状態（本交換レンズ２においてはＷＩＤＥ状態）で行う必要がある。これは、直進筒１５の物体側端面１５ａを作業台上に設置してビス止めを行うため、直進筒１５が光軸方向に伸びた状態で作業を行うと、ビス止めの際の押圧力が直進筒移動コロを介してカム筒１４の直進筒用カム溝１４ａに伝達されるからである。その結果、ビス止め作業中にカム筒１４が回転してしまう。この作業中にカム筒１４が回転してしまうと、案内筒１３に対して確実なビス固定ができない。

本実施例においては、直進筒１５が最も縮んだ状態はＷＩＤＥ状態である。したがって、固定筒１２に保持されるズームリング２３をＷＩＤＥ状態に近い状態で組み立てることで、前述のズームコロ２５とズームキー２６のズームコロ係合部２６ａの位相合わせを迅速に行うことができる。このため、固定筒１２に対して、ズームリング２３をＷＩＤＥ状態またはその近傍に待機させておく必要がある。

前述のとおり、ズームリング２３に挿入された位置規制コロ２４が固定筒１２の位置規制コロＷＩＤＥ側端面１２ｃに当接する位置は、交換レンズ２の使用状態でのＷＩＤＥ端よりも反時計方向に延長した位置に設定されている。すなわち、光軸方向におけるレンズ鏡筒２の長さが最小である場合（本実施例ではレンズ鏡筒２が広角端の位置にある場合）、位置規制コロ２４は、固定筒１２のＷＩＤＥ側延長溝部１２ｋ（係合溝端部）に位置する。固定筒１２を案内筒１３に組み込む際、この延長量分だけズームリング２３を時計周りに回転させればよく、前述の位相合わせを迅速に行うことができる。このような理由により、本実施例において、固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄは、直進筒１５が最も縮んだ状態の逆側（ＴＥＬＥ側端面）に配置されている。

次に、ズームリング２３を固定筒１２から分解する際の作業について説明する。前述のとおり、ズームリング２３は、位置規制コロ２４を挿入することにより固定筒１２に保持される。ここで位置規制コロ２４は、ズームリング２３の穴部２３ａに軽圧入されている。これは、ズームリング２３の穴部２３ａと位置規制コロ２４との間にガタが生じると、ズームリング２３が光軸方向にガタを持つことになり、ズーム操作の品位の低下を防止するためである。

本実施例では、軽圧入されている位置規制コロ２４をズームリング２３から容易に取り外すため、固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄは貫通穴として構成されている。ズームリング２３が固定筒１２に位置規制コロ２４で保持されている状態（案内筒１３を固定する前の状態）において、ズームリング２３を位置規制コロ２４が固定筒１２の位置規制コロ挿入溝１２ｄ部まで回転させる。この状態において、固定筒１２の内径側から位置規制コロ挿入溝１２ｄを介して位置規制コロ２４を外径側に押し出すことにより、位置規制コロ２４をズームリング２３から容易に分解することができる。

なお本実施例において、レンズ鏡筒を撮像装置本体に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。本実施例のレンズ鏡筒は、その他の光学機器にも広く適用可能である。

本実施例によれば、簡易な構成で組立性を向上させたレンズ鏡筒、撮像システム、および、光学機器を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

２ 交換レンズ
１２ 固定筒
１２ａ 係合溝
２３ ズームリング
２４ 位置規制コロ

Claims (10)

1. 光軸方向と直交する周方向に係合溝を有する固定筒と、
   前記固定筒の外側に配置される回転操作環と、
   前記回転操作環の穴部に挿入されて前記固定筒の前記係合溝に係合することにより、前記固定筒に対して該回転操作環を回転可能に保持する位置規制部材と、を有し、
   前記固定筒の前記係合溝は、所定の範囲の内側に形成された溝部および該所定の範囲の外側に形成された延長溝部を有し、
   前記光軸方向における前記延長溝部の幅は、該光軸方向における前記溝部の幅よりも大きい、ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記係合溝の前記溝部と前記延長溝部との間には、該溝部の幅と該延長溝部の幅との差を連続的に小さくするように斜面部または曲面部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記固定筒の前記延長溝部は、貫通穴であることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 光軸周りに回転可能なカム筒と、
   前記固定筒の第二の係合溝に係合した状態で前記回転操作環と前記カム筒とを連結させる連結部材と、を更に有し、
   前記連結部材は、前記固定筒の前記第二の係合溝の端部に当接することにより前記所定の範囲を規定し、前記位置規制部材の前記延長溝部への移動を制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記固定筒の前記係合溝は、前記周方向において前記延長溝部の反対側であって、かつ、前記所定の範囲の外側に設けられた係合溝端部を有し、
   前記光軸方向における前記レンズ鏡筒の長さが最小である場合、前記位置規制部材は、前記固定筒の前記係合溝端部に位置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記光軸方向における前記レンズ鏡筒の長さが最小である場合、該レンズ鏡筒は広角端の位置にあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記所定の範囲は、広角端と望遠端との間でズーム操作可能な範囲であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記位置規制部材および前記係合溝は、それぞれ、前記周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
   前記レンズ鏡筒を装着した撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。