JP2017083723A - レンズ保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ保持構造において、衝撃、振動が加えられた際における押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制し、レンズの位置ズレを抑制することを可能にしたレンズ保持構造を提供すること。
【解決手段】レンズと、レンズを収納する鏡筒と、鏡筒と螺合しレンズと当接することでレンズの位置を固定する押え環を備えたレンズ保持構造において、上記レンズ保持構造は、押え環と当接し、押え環と鏡筒との相対的な位置ズレを規制する規制部材を備え、押え環と前記規制部材との当接箇所の少なくともいずれか一方がテーパ形状を有していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ装置、特にレンズを鏡筒に保持するレンズ保持構造に関する。

近年の放送用テレビレンズの分野において使用されるレンズ装置では、より高性能化を実現させるためにレンズ装置の一部に口径が大きく質量の重いレンズが採用されている。一方、上記レンズ装置では、衝撃、振動が加えられた際においても、鏡筒に対してレンズの位置ズレを起こさずレンズを保持することが求められている。そのため、これまで、レンズ装置に衝撃、振動が加えられた際に対してレンズの位置ズレを抑制する耐衝撃構造を備えたレンズ保持構造が開示されている。

特許文献１には、レンズを保持する押え環と鏡筒間にラチェット機構を設けることにより、振動時に押え環が回転することで、レンズの位置ズレを防止した構造が開示されている。

特許文献２には、押え環と鏡筒からなるレンズ保持構造において、レンズを板バネにより押圧することでレンズの位置ズレを防止した構造が開示されている。

特開２００７−３２２５４８号公報 特開２０１０−３２６６３号公報

しかしながら、押え環と鏡筒間の螺子部にはガタが存在するため、レンズ装置へ衝撃が加わった際、レンズの位置ズレに追従して螺子のガタの範囲で押え環の位置ズレが発生する場合がある。上記螺子部のガタに起因するレンズの位置ズレを規制するためには、押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制することが必要となる。

上記に示した特許文献１は押え環の回転規制を行うことでレンズの位置ズレを防止した構造であり、押え環と鏡筒間の螺子部のガタを規制した構造ではないため、押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制することは困難である。

また特許文献２では光軸方向のレンズの動きは規制しているが、押え環と鏡筒間の螺子のガタを規制した構造ではないため、押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制することは困難である。

そこで、本発明の目的は、衝撃、振動が加えられた際における押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制し、レンズの位置ズレを抑制することを可能にしたレンズ保持構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ保持構造は、
レンズと、レンズを収納する鏡筒と、鏡筒と螺合し、レンズと当接することでレンズの位置を固定する押え環を備えたレンズ保持構造において、上記レンズ保持構造は、押え環と当接し、押え環と鏡筒との相対的な位置ズレを規制する規制部材を備え、押え環と前記規制部材との当接箇所の少なくともいずれか一方がテーパ形状を有していることを特徴とする。

本発明によれば、衝撃、振動が加えられた際における押え環と鏡筒間の相対的な位置ズレを規制し、レンズの位置ズレを抑制することを可能にしたレンズ保持構造を提供することができる。

本発明の実施例１におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図 本発明の実施例１におけるレンズ保持構造の断面図 本発明の実施例１における押え環と鏡筒の螺合部を示す図 本発明の実施例１におけるナットと押え環の関係を示す図 本発明の実施例１におけるナットを押え環に押圧した状態を示す図 本発明の実施例１における押え環を押圧した際の押え環と鏡筒の螺合部を示す図 本発明の実施例２におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図 本発明の実施例２におけるレンズ保持構造の断面図 本発明の実施例３におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図 本発明の実施例３におけるレンズ保持構造の断面図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図、図２はレンズ保持構造の断面図を示す図、図３は押え環と鏡筒の螺合部を示す図、図４はナットと押え環の関係を示す図である。また、図５はナットを押え環に押圧した状態を示す図、図６はナットを押え環に押圧した際の押え環と鏡筒の螺合部を示す図である。なお説明のために、図中Ａ方向を光軸と定義する。

本実施例のレンズ保持構造は、レンズ１を収納する鏡筒２、鏡筒２に螺合しレンズ１と当接することでレンズ位置を固定する押え環３から成る。また鏡筒２には押え環３と当接し、押え環３と鏡筒２との相対的な位置ズレを規制する規制部材であるナット４が設けられている。

以上の構成から成るレンズ保持構造について、図1、図２、図３を用いてレンズ保持方法を以下に説明する。

押え環３の螺子３ａに対して逆方向の螺子が切られた螺子４ａを有するナット４を鏡筒２の螺子２ａに螺合させる。ナット４の螺子部４ａを逆螺子とした理由は、ナット４が押え環３に当接した際に鏡筒２、押え環３の螺合が緩まないようにするためである。続いて、レンズ１を鏡筒２の嵌合部２ｂに収納し、鏡筒２の受け部２ｃに突き当てる。次に押え環３の螺子３ａを鏡筒２の螺子２ｄに螺合させ、レンズ１に当接するまで押え環３を締め込む。押え環３がレンズ１に当接すると、押え部３ｂはレンズ１から反力Ｂ１を受けるため、押え環３の螺子部接触面３ｃでは矢印Ｂ２方向に力を受ける。これにより、鏡筒２と押え環３との螺子に光軸Ａ方向で軸力が発生し、レンズ１が鏡筒２に対して保持される。続いて、押え環３、ナット４に設けられている各々テーパ３ｄ、４ｂが当接するまで、ナット４を締め込む。

次に、押え環３、ナット４がテーパ３ｄ、４ｂを介して当接した際の効果を、図４を用いて説明する。

レンズ保持構造が光軸Ａと垂直な方向に振動、衝撃を受けた場合、レンズ１及び押え環３は光軸Ａと垂直な方向にＢ３の力を受け、位置ズレを起こそうとする。しかし、押え環３はテーパ３ｄでナット４と当接しているため、光軸Ａと垂直な方向への移動が規制されている。そのため、押え環３は鏡筒２に対して相対的な位置ズレを起こさないため、結果としてレンズ１の位置ズレが規制される。

次に、更にナット４を回転させ、押え環３を押圧した場合について図５、図６を用いて説明する。

図２の状態から更にナット４を回転させると、押え環３はナット４からＢ４方向に押圧力を受ける。図６に示す螺子部に着目すると押え環３の螺子接触面３ｃでは力Ｂ４に対応してＢ５に反力が発生する。螺子接触面３ｃにおける垂直方向の力を考えると、軸力により発生した力Ｂ２の分力Ｂ６に加えて、ナット４が押え環３を押圧することにより発生した押圧力Ｂ５の分力であるＢ７が螺子接触面３ｃに加わる。摩擦力は垂直抗力に比例することから、ナット４が押え環３に押圧しない場合に比べて、螺子接触面３ｃの摩擦力が増加する。

よって、上記で示した押え環３にナット４を当接させた際の押え環３の位置を規制する効果に加え、螺子接触面３ｃの摩擦力が増大する効果を更に得ることができるため、押え環３の位置ズレを規制する効果を大きくすることができる。

なお、螺子接触面３ｃの摩擦力が最大となるテーパ３ｄの条件は、螺子接触面３ｃにかかる垂直方向の抗力Ｂ７が最大となるときである。故に、光軸Ａと押え環３のテーパ３ｄとがなす角度をθ１、光軸Ａと螺子接触面３ｃがなす角度をθ２としたとき、θ１、θ２を等しくした場合、ナット４から受ける力を損失なく螺子接触面３ｃに伝えることができるため、螺子接触面３ｃの摩擦力が最大となる。そのため、押え環が位置ズレを引き起こそうとする際、摩擦力が螺子接触３ｃで発生し、押え環３が動きにくい構造となる。

以上より、レンズ保持構造において、逆螺子を有する規制部材であるナットを押え環に当接させることにより、ナットのテーパ部により、押え環の位置ズレ規制することができる。更に、ナットを回転させ押え環を押圧することで、押え環、鏡筒の螺子接触面３ｃの摩擦力が増加し、押え環の位置ズレ規制を得ることができる。

本実施例では、押え環、ナットの各々にテーパを設けた構造を示したが、押え環、ナットのいずれか一方にテーパを設けた構造でも構わない。

図７は本実施例におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図、図８はレンズ保持構造の断面図である。なお、本実施の形態では第一の実施例と異なる部分についてのみ説明を行い、その他の同一部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施例のレンズ保持構造は、レンズ１を収納する鏡筒５、鏡筒５に螺合しレンズ１と当接しレンズ位置を固定する押え環６から成る。また鏡筒５と押え環６には、押え環６と鏡筒５との相対的な位置ズレを規制する規制部材である弾性Ｃリング７が当接されている。

以上の構成から成るレンズ保持構造において、図７、図８を用いてレンズ保持方法を以下に示す。レンズ１を鏡筒５の嵌合部５ａに収納し、鏡筒５の受け部５ｂに突き当てる。次に押え環６の螺子６ａを鏡筒５の螺子５ｃに螺合させ、レンズ１に当接するまで押え環６を締め込む。押え環６がレンズ１に当接すると、鏡筒５と押え環６との螺子部に光軸Ａ方向へ軸力が発生し、レンズ１が鏡筒２に対して保持される。

続いて、弾性Ｃリング７を鏡筒５、押え環６に設けられている各々テーパ５ｄ、６ｂに当接させる。弾性Ｃリング７はバネ性があり、復元力Ｃ１を発生している。

次に、弾性Ｃリング７が鏡筒５、押え環６に設けられている各々テーパ５ｄ、６ｂに当接した際の効果について説明する。光軸Ａと垂直な方向に振動、衝撃を受けた場合、レンズ１及び押え環６は光軸Ａと垂直な方向に図４で示したＢ３の力を受け位置ズレを起こそうとする。

しかし、弾性Ｃリング７がテーパ５ｄ、６ｂに当接しているため、テーパ５ｄ、６ｂに摩擦力が発生し、押え環６の位置ズレを規制することができる。

次に、弾性Ｃリング７の復元力Ｃ１により、押え環６が押圧される効果について説明する。

弾性Ｃリング７の復元力Ｃ１により、押え環６は力Ｄ１を受けるため、鏡筒５、押え環６の螺子５ｃ、６ａに押圧が加わり、螺子接触面の摩擦力が増加し、実施例１と同様の効果が得られる。つまり、押え環６が弾性Ｃリング７に押圧されることで、螺子接触面の摩擦力が増加し、衝撃、振動が加えられた際の押え環６の位置ズレを規制する効果を大きくすることが可能となる。

以上より、レンズ保持構造において規制部材である弾性Ｃリングを押え環に当接させることにより、当接箇所のテーパ部で摩擦力が発生し、押え環の位置ズレを規制することができる。更に、Ｃリングの復元力で押え環を押圧することで、押え環、鏡筒の螺子接触面の摩擦力の増加し、押え環の位置ズレ規制を更に得ることができる。また、実施例１と比較して、規制部材の厚さを薄くできるため光軸Ａと垂直な方向において省スペース化を図ることができる。

本実施例では、鏡筒の外周面に螺子と押え環の内周面の螺子を螺合させた構造を示したが、鏡筒内周面に螺子を設け、押え環外周面に螺子を設けた構造でも構わない。また、本実施例では、弾性Ｃリング断面形状を円形としたが、弾性Ｃリング断面形状をくさび形としても構わない。

図９は本実施例におけるレンズ保持構造の構成を示す分解斜視図、図１０はレンズ保持構造の断面図を示す図である。なお、本実施の形態では第一、第二の実施例と異なる部分についてのみ説明を行い、その他の同一部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

本実施例のレンズ保持構造は、レンズ１を収納する鏡筒８、鏡筒８に螺合しレンズ１と当接しレンズ位置を固定する押え環９から成る。また押え環９には、弾性体であるゴム９ａが一体成形されている。

以上の構成から成るレンズ保持構造において、図９、図１０を用いてレンズ保持方法を以下に示す。レンズ１を鏡筒８の嵌合部８ａに収納し、鏡筒８の受け部８ｂに突き当てる。次に押え環９の螺子９ｂを鏡筒８の螺子８ｃに螺合させ、押え環９を回転させることで、鏡筒８と押え環９に設けられたテーパ８ｄ、９ｂ同士を当接させる。更に押え環９を回転させることで、押え環９がレンズ１に当接し、鏡筒８と押え環９との螺子に光軸Ａ方向へ軸力が発生し、レンズ１が鏡筒８に対して保持される。このとき、押え環９に一体成形されているゴム９ａが圧縮されるため、押え環９は鏡筒８から復元力Ｅ１を受ける。

次に、鏡筒８、押え環９がテーパ８ｄ、９ｂを介して当接した際の効果を説明する。光軸Ａと垂直な方向に振動、衝撃を受けた場合、光軸Ａと垂直方向に図４で示した力Ｂ３を受ける。このとき、押え環９が光軸Ａと垂直な方向に位置ズレを引き起こそうとするが、実施例１と同様に鏡筒８のテーパ８ｄから反力を受けるため、押え環９の位置ズレを規制することができる。また、鏡筒８と押え環９はゴム９ａで当接しているため、当接箇所に摩擦力が発生する。

つまり、鏡筒８、押え環９がテーパ８ｄ、９ｂを介して当接した際、鏡筒のテーパ８ｄから光軸Ａと垂直方向への動きを規制する力を受けるため、当接箇所である鏡筒８と押え環９の間に摩擦力が発生し、押え環９の位置ズレを規制することができる。

次に、ゴム９ａの復元力Ｅ１により、押え環９が押圧される効果について説明する。実施例１同様に、押え環９が押圧される構造となるため、鏡筒８、押え環９の螺子８ｃ、９ｂに力が加算され、螺子接触面の摩擦力が増加する。

つまり、ゴム９ａの復元力Ｅ１により、押え環９が押圧されることで、螺子接触面の摩擦力が増加し、衝撃、振動が加えられた際の押え環の位置ズレを規制する効果を更に、大きくすることが可能となる。

以上のような構成とすることで、実施例１、２と同様に効果に加え部品点数が少なくすることが可能となるため、組立性で有利な構造となる。

本実施例では、押え環にゴムを一体成形した構造を示したが、鏡筒当接箇所にゴムを一体成形させても構わない。また本実施例では、弾性体としてゴムを一体成形した構造を示したが、押え環と鏡筒のいずれか一方の当接箇所をすりわり、あるいは板バネにすることで、弾性を有する構造としても構わない。

１ レンズ、２，５，８ 鏡筒、
２ａ，２ｄ，３ａ，４ａ，５ｃ，６ａ，８ｃ，９ｂ 螺子、２ｂ，５ａ，８ａ 嵌合部、
２ｃ，５ｂ，８ｂ 受け部、３，６，９ 押え環、３ｂ 押え部、
３ｄ，４ｂ，５ｄ，６ｂ，８ｄ，９ｂ テーパ、３ｃ 螺子接触面、４ ナット、
７ 弾性Ｃリング、９ａ ゴム、θ１、θ２ 角度、Ａ 光軸、
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｄ１ 押え環に作用する力、
Ｃ１ 弾性Ｃリングに作用する力

Claims (4)

1. レンズと、
   前記レンズを収納する鏡筒と、
   前記鏡筒と螺合し、前記レンズと当接することで前記レンズの位置を固定する押え環を備えたレンズ保持構造において、
   前記レンズ保持構造は、
   前記押え環と当接し、前記鏡筒と前記押え環との相対的な位置ズレを規制する規制部材を備え、
   前記押え環と前記規制部材との当接箇所の少なくともいずれか一方がテーパ形状を有していることを特徴とするレンズ保持構造。
2. 前記規制部材は、環状で、前記押え環と逆方向の螺子形状を有し、前記鏡筒と螺合することで、前記押え環に当接することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持構造。
3. 前記規制部材が弾性体のＣリングで、前記押え環と前記鏡筒の間に当接することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持構造。
4. 前記規制部材が弾性体であり、前記鏡筒もしくは前記押え環の少なくともどちらか一方と一体で構成され、前記押え環と前記鏡筒が前記規制部材を介して当接することを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持構造。