JP2017173426A - レンズ鏡筒及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルバネの移動群からの離脱防止と、メンテナンス時の作業性の向上を両立する構造で、カムとカムフォロア間のガタ抑制を実現するレンズ装置のレンズ鏡筒を提供する【解決手段】 光軸方向に延在する直線溝を有する固定筒と、固定筒に対し光軸周りで回転可能であり、第１及び第２カム溝が形成されたカム環と、第１光学素子を保持する鏡筒が着脱可能に固定され、直線溝と第１カム溝とに摺接する第１カムフォロアを有する第１移動筒と、第２光学素子を保持し、直線溝と前記第２カム溝とに摺接する第２カムフォロアを有する第２移動筒と、第１移動筒に鏡筒が固定された状態において、第１及び第２移動筒の間に配置され、第１及び第２移動筒を光軸方向において反対方向に付勢する弾性部材と、第１移動筒に鏡筒が固定された状態において、弾性部材を鏡筒に固定することなく、弾性部材の一端の第１移動筒に対する位置を規制する端規制機構と、を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ装置のレンズ鏡筒に関し、特にカム機構によって光軸方向に移動する鏡筒を含むレンズ鏡筒、及び、それを有するレンズ装置及び撮像装置に関するものである。

カムとカムフォロアによって光学系を光軸方向に移動する機構において、カムとカムフォロア間にあるガタを抑制する構造として、移動する光学系の間に弾性部材を挿入してカムフォロアを溝の一方へ片寄せする構造が提案されている。特許文献１に記載の構造は、移動群間にコイルバネを挿入して、移動群を互いに反対方向に付勢し、ガタを抑制している。

特開２００９−２４４５８５号公報

しかし、上記の特許文献１に開示されているような従来技術では、コイルバネの端面が移動群から離脱し、コイルバネが光路上に侵入する可能性がある。これに対しては、コイルバネを移動群に接着することで、コイルバネの端面が移動群から離脱して光路上へ侵入しまうことを防ぐ方法が一般的である。ここで、移動群はカムフォロアでカムに支持される移動筒と、移動筒に取り付けられ、レンズを保持する鏡筒部で構成され、コイルバネは移動筒あるいは鏡筒部に接着される。（上記の特許文献１では、移動筒と鏡筒部が一体となっている。）
しかしながら、コイルバネを移動筒へ直接接着する構成とした場合、バネで移動筒を付勢した状態でカムフォロアを組付けるため、バネの力により移動筒が動いてしまい、カムフォロアの取付けが困難となる課題がある。一方、レンズを保持する鏡筒部にコイルバネを直接接着する構成とした場合、メンテナンス時における鏡筒部着脱の作業性低下が課題となる。

上記課題を解決するために、本発明のレンズ鏡筒は、光軸方向に延在する直線溝を有する固定筒と、前記固定筒に対し光軸周りで回転可能であり、第１のカム溝と第２のカム溝が形成されたカム環と、第１の光学素子を保持する鏡筒が着脱可能に固定され、前記直線溝と前記第１のカム溝とに摺接する第１のカムフォロアを有する第１の移動筒と、第２の光学素子を保持し、前記直線溝と前記第２のカム溝とに摺接する第２のカムフォロアを有する第２の移動筒と、前記第１の移動筒に前記鏡筒が固定された状態において、前記第１の移動筒と前記第２の移動筒の間に配置され、前記第１の移動筒と前記第２の移動筒を光軸方向において互いに反対方向に付勢する弾性部材と、前記第１の移動筒に前記鏡筒が固定された状態において、前記弾性部材を前記鏡筒に固定することなく、前記弾性部材の一端の前記第１の移動筒に対する位置を規制する端規制機構と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、コイルバネの移動群からの離脱防止と、メンテナンス時の作業性の向上を両立する構造で、カムとカムフォロア間のガタ抑制を実現するレンズ装置のレンズ鏡筒、及び、それを有するレンズ装置及び撮像装置を提供するものである。

実施例１のレンズ鏡筒の部分断面図である。 実施例１のレンズ鏡筒の部分断面斜視図である。 実施例１のレンズ鏡筒の図１のＡ−Ａ断面図である。 実施例１の後側移動環の右視図である。 実施例１のコイルバネの右視図である。 実施例１の後側鏡筒の左視図である。 実施例２のレンズ鏡筒の部分断面図である。 実施例２のレンズ鏡筒の部分断面斜視図である。 実施例２のレンズ鏡筒の図７のＡ−Ａ断面図である。 実施例３のレンズ鏡筒の部分断面図である。 実施例３のレンズ鏡筒の部分断面斜視図である。 実施例４のレンズ鏡筒の部分断面図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

図１は本実施例におけるレンズ鏡筒１の部分断面図であり、図２は図１に対して部分断面斜視図を、図３は図１のＡ−Ａ断面図を示したものである。

図１を参照して、レンズ鏡筒１のカム構造について説明する。レンズ鏡筒１は、鏡筒と複数の光学系と、複数の光学系のうちの幾つかの光学系を駆動する駆動系を有する。本実施例の駆動系はいわゆるカム機構を利用して、レンズや絞りなどの光学系（光学素子）を光軸方向に移動させ、レンズ鏡筒１の光学性能の調整を行うものである。前側移動群８は、前側光学系２０ａを、押え環やカシメなどのレンズ保持構造によって前側移動環２に固定し、構成される。後側光学系２０ｂは同様のレンズ保持構造で、後側鏡筒４（鏡筒）に固定されている。また、後側鏡筒４は固定ネジ７０を挿入するためのネジ挿入穴７１を有している。後側移動群９は、後側移動環３（移動筒）のタップ穴７２に固定ネジ７０を締付けることによって、後側鏡筒４を後側移動環３に着脱可能に固定し、構成される。カムフォロア（第２のカムフォロア）３２ａは前側移動環（第２の移動筒）２に固定され、カムフォロア（第１のカムフォロア）３２ｂは後側移動環（第１の移動筒）３に固定される。カムフォロア３２ａは、回転するカム環３０にあるカム溝３１ａと、ベース環（固定筒）４０上に光軸方向に延在する直線溝部４１に摺接する。カムフォロア３２ｂは、カム環３０にあるカム溝３１ｂと、ベース環４０にある直線溝部４１に摺接する。ここで、カムフォロア３２ａ、３２ｂ、カム溝３１ａ、３１ｂ、直線溝部４１は、光軸周りで略等分割した３か所に配置することで、前側移動環２、後側移動環３の姿勢を保持している。カム環３０は、ベース環４０の内径部にカム押え４３によって光軸周りに回転可能な状態で保持されている。カム環３０が回転すると、カムフォロア３２ａ、３２ｂは、カム溝３１ａ、３１ｂに沿って、光軸方向５０ａ、５０ｂに移動するため、前側光学系２０ａ、後側光学系２０ｂの間隔が変化することでレンズ鏡筒１の光学性能が変化する。

カムフォロア３２ａ、３２ｂと、カム溝３１ａ、３１ｂとの間には、部品精度によりガタが存在するが、光学性能への影響を抑制する為に、ガタを抑制することが求められる。以下、図１から図６を参照して、カムフォロアのガタ抑制構造について説明する。

レンズ鏡筒１は、前側移動環２と後側鏡筒４の間に、弾性部材であるコイルバネ５を有しており、前側移動環２と後側鏡筒４の間でバネ力を発生する。その力は、前側移動環２と後側鏡筒４を光軸方向において互いに反対方向（離間する方向）に付勢する力として前側移動環２と後側鏡筒４に作用する。前側移動環２と後側鏡筒４に作用する力は、カムフォロア３２ａには光軸方向５０ａ、カムフォロア３２ｂは光軸方向５０ｂに作用することで、カム溝３１ａ、３１ｂに対し発生するガタを抑制する。

図４に後側移動環３の、図５にコイルバネ５の右視図を、図６に後側鏡筒４の左視図を示す。コイルバネ５は、その一端を径方向に折り曲げた折り曲げ部５５が形成されている。また、後側移動環３は、後側鏡筒４との取付面の一部に凹部３５を有する。後側移動環３に後側鏡筒４が取付けられると、前記コイルバネ５の折り曲げ部５５の少なくとも一部が、凹部３５と後側鏡筒４の取付面によって形成された光軸方向の隙間に収容される。本実施例においては、コイルバネ５の折り曲げ部５５と、後側移動環３の後側鏡筒４との取付面の一部に形成された凹部３５と、後側鏡筒４の後側移動環３との取付面の一部とによって、コイルバネ５の端の位置を規制する端規制機構を構成する。

図２は、後側鏡筒４を後側移動環３に固定する前の状態を示している。コイルバネ５の前側移動環２側の端５６は、前側移動環２に接着されている。図１、２に示すように後側鏡筒４を後側移動環３に固定すると、コイルバネ５の折り曲げ部５５は、後側移動環３に設けられた凹部３５と後側鏡筒４によって形成されるバネ収め部７に収まる。この時、コイルバネ５は前側移動環２と後側鏡筒４の間で、常に光軸方向において互いに反対方向にバネ力を発生しており、折り曲げ部５５は、後側鏡筒４を付勢した状態で、バネ収め部７に収まる。また、折り曲げ部５５の長さは、後側鏡筒４の外径部４５の半径と後側移動環３の内径部３６の半径の差より十分長い。上記構成により、後側鏡筒４が取り付けられた状態では、折り曲げ部５５は、バネ収め部７から脱落しない。よって、コイルバネ５の後側移動環３および後側鏡筒４への接着を行わずに、コイルバネ５の端面の後側移動群９からの離脱を防止できる。

折り曲げ部５５は、カムフォロア３２ｂを固定する後側移動環３とは別体の後側鏡筒４の後側移動環３への取付により離脱不可となる構成としている。そのため、本発明のレンズ鏡筒１組立時には、後側鏡筒４とコイルバネ５がない状態で、後側移動環３は、バネ力を受けていない状態で、カムフォロア３２ｂを容易に固定（組立）できる。

本実施例においては、凹部３５を後側移動環３の後側鏡筒４との取付面の一部に構成したが、後側鏡筒４と後側移動環３とを互いに対して固定する際の取付面のうちの少なくとも一方の取付面の一部に形成されていればよい。その構成によっても他方の取付面との間に光軸方向の隙間を形成することができるので、本発明の効果を享受することができる。

上記の実施例においては、弾性部材であるコイルバネ５は、隣接する２つの移動群間で圧縮されて２つの移動群を互いに離間する方向に付勢する構成であった。しかし、本発明はこれに限定されることはなく、隣接する２つの移動群を互いに接近する方向に付勢する構成としてもよい。その際は、コイルバネ５の折り曲げ部５５は後側移動環３を隣接する移動群と接近する方向に付勢する。

図７は本実施例におけるレンズ鏡筒１の部分断面図であり、図８は図７に対して部分断面斜視図を、図９は図７のＡ−Ａ断面図を示したものである。

図７を参照して、レンズ鏡筒１のカム構造について説明する。
レンズ鏡筒１は、鏡筒と複数の光学系と、複数の光学系のうちの幾つかの光学系を駆動する駆動系を有する。本実施例の駆動系はいわゆるカム機構を利用して光学系を光軸方向に移動させ、レンズ鏡筒１の光学性能の調整を行うものである。前側光学系２０ａは、押え環やカシメなどのレンズ保持構造によって前側移動環２に固定される。後側光学系２０ｂは同様のレンズ保持構造で、後側鏡筒４ａ（鏡筒部）に固定されている。また、後側鏡筒４ａは固定ネジ７０ａを挿入するためのネジ挿入穴７１ａを有している。後側鏡筒４ａは、後側移動環３ａ（移動筒）のタップ穴７２ａに固定ネジ７０ａを締付けることによって、後側鏡筒４ａを後側移動環３ａに着脱可能に固定し、構成される。カムフォロア３２ａは前側移動環２に固定され、カムフォロア３２ｂは後側移動環３ａに固定される。カムフォロア３２ａは、回転するカム環（カム部材）３０にあるカム溝３１ａと、ベース環４０上に光軸方向に延在する直線溝部４１に摺接する。カムフォロア３２ｂは、カム環３０にあるカム溝３１ｂと、ベース環４０にある直線溝部４１に摺接する。ここで、カムフォロア３２ａ、３２ｂ、カム溝３１ａ、３１ｂ、直線溝部４１は、光軸周りで略等分割した３か所に配置することで、前側移動環２、後側移動環３ａの姿勢を保持している。カム環３０は、ベース環４０の内径部にカム押え４３によって光軸周りに回転可能な状態で保持されている。カム環３０が回転すると、カムフォロア３２ａ、３２ｂは、カム溝３１ａ、３１ｂに沿って、光軸方向５０ａ、５０ｂに移動するため、前側光学系２０ａ、後側光学系２０ｂの間隔が変化することでレンズ鏡筒１の光学性能が変化する。

カムフォロア３２ａ、３２ｂと、カム溝３１ａ、３１ｂとの間には、部品精度によりガタが存在するが、光学性能への影響を抑制する為に、ガタを抑制することが求められる。以下、図７から図９を参照して、カムフォロアのガタ抑制構造について説明する。レンズ鏡筒１は、前側移動環２とバネ押え環（固定部材）６の間に、弾性部材であるコイルバネ５ａを有しており、前側移動環２とバネ押え環６の間でバネ力を発生する。その力は、前側移動環２とバネ押え環６を光軸方向において互いに反対方向（離間する方向）に付勢する力として前側移動環２とバネ押え環６に作用する。バネ押え環６の外径部はネジ加工され、後側移動環３ａ内径部のネジ部との螺合により後側移動環３ａに固定される。よって、前側移動環２とバネ押え環６に作用する力は、カムフォロア３２ａには光軸方向５０ａ、カムフォロア３２ｂは光軸方向５０ｂに作用することで、カムフォロア３２ａ、３２ｂとカム溝３１ａ、３１ｂの間に発生するガタを抑制する。ここで、バネ押え環６を後側移動環３ａにネジ結合する際の回転螺合する回転方向８５は、コイルバネ５ａの巻き方向とは逆になっている。そのため、バネ押え環６の回転固定時にコイルバネ５ａとの間で負荷は発生せず、コイルバネ５ａの変形を抑えるものである。また、バネ押え環６には回転用の工具と係合するためのスリワリ部７５を有している。光軸方向に貫通する部分を含むスリワリ部７５からコイルバネ５ａの端部の一部が見え、バネ押え環６を後側移動環３ａに固定した後、スリワリ部７５より接着剤を塗布（注入）してコイルバネ５ａとバネ押え環６とを接着により固定する。そのため、作業者はスリワリ部７５より作業状態を目視確認できる。なお、コイルバネ５ａと前側移動環２との間についても、バネ端面と前側移動環２を接着可能である。このように、本実施例においては、バネ押え環６がコイルバネ５ａの一端の位置の自由度を規制する端規制機構となる。

以上のように、本発明によれば、コイルバネ５aの一端はカムフォロアを固定している後側移動環３ａに直接固定していないために、カムフォロア固定時にバネ力の影響を受けることはない。また、コイルバネ５ａの一端をバネ押え環６に固定しているため、バネの接着を剥がすことなく、後側鏡筒４ａの着脱が可能である。バネ押え環６は、外径ネジ部により後側移動環３ａに保持されているが、コイルバネ５ａの作用する力の方向（光軸方向５０ｂ）を受ける面を有していれば、ネジ機構による保持構造に限定する必要はない。

図１０、図１１は、それぞれ図７、図８における後側移動環３ａを後側移動環３ｂに、後側鏡筒４ａを後側鏡筒４ｂとしたものである。後側鏡筒４ｂは固定ネジ７０ｂを挿入するためのネジ挿入穴７１ｂを有している。後側光学系２０ｂは、後側移動環３ｂ（移動筒）のタップ穴７２ｂに固定ネジ７０ｂを締付けることによって、後側鏡筒４ｂを後側移動環３ｂに着脱可能に固定し、構成される。

本実施例は実施例２と異なり、コイルバネ５ａの一端をバネ押え板（固定部材）９５に接着固定している。バネ押え板９５には固定ネジ８０ａを通すためのネジ挿入穴８１ａがあり、固定ネジ８０ａを介して後側移動環３ｂに固定する。バネ押え板９５には光軸方向に貫通するスリット１０があり、コイルバネ５ａの端部の一端が見え、スリット１０より接着剤を塗布することで、コイルバネ５ａとバネ押え板９５との間を接着することができる。そのため、バネ押え板９５のコイルバネ５ａの接着箇所は、スリット１０において接着するものであり、作業者が接着状態を容易に目視確認できる構造である。このように、本実施例においては、バネ押え板９５及び固定ネジ８０ａがコイルバネ５ａの一端の位置の自由度を規制する端規制機構となる。

以上のように、本実施例によれば、コイルバネ５ａの一端はカムフォロアを固定している後側移動環３ｂに直接固定していないために、カムフォロア固定時にバネ力の影響を受けることはない。また、コイルバネ５ａの一端をバネ押え板９５に固定しているため、バネの接着を剥がすことなく、後側鏡筒４ｂの着脱が可能である。

図１２は、図１０における後側移動環３ｂを後側移動環３ｃに、後側鏡筒４ｂを後側鏡筒４ｃに、コイルバネ５ａをコイルバネ５ｂとしたものである。後側鏡筒４ｃは固定ネジ７０ｃを挿入するためのネジ挿入穴７１ｃを有している。後側光学系２０ｂは、後側移動環３ｃ（移動筒）のタップ穴７２ｃに固定ネジ７０ｃを締付けることによって、後側鏡筒４ｃを後側移動環３ｃに着脱可能に固定し、構成される。

本実施例は実施例３と異なり、コイルバネ５ｂは後側移動環３ｃ側へ向かって巻き径が大きくなる円錐コイルバネである。コイルバネ５ｂの一端はバネ押え（固定部材）１１に接着固定している。バネ押え１１には固定ネジ８０ｂを通すためのネジ挿入穴８１ｂがあり、固定ネジ８０ｂを介して後側移動環３ｃに固定する。バネ押え１１には、コイルバネ５ｂへの不要な光線が到達しないためのコイルバネ遮光部（スカート部）１２がコイルバネ５ｂの内径に沿うように延出している。このように、バネの受け部を後側移動環３ｃや後側鏡筒４ｃと一体としないバネ押え１１とすることで、コイルバネ５ｂの円錐に沿うといった複雑な形状に対しての自由度が増える。このように、本実施例においては、バネ押え１１及び固定ネジ８０ｂがコイルバネ５ｂの一端の位置の自由度を規制する端規制機構となる。

以上のように、本実施例によれば、コイルバネ５ｂの一端はカムフォロアを固定している後側移動環３ｃに直接固定していないために、カムフォロア固定時にバネ力の影響を受けることはない。また、コイルバネ５ｂの一端をバネ押え１１に固定しているため、バネの接着を剥がすことなく、後側鏡筒４ｃの着脱が可能である。

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、その要旨の範囲で種々の変形及び変更が可能である。

また、本発明のレンズ鏡筒を有するレンズ装置、及び該レンズ装置を有する撮像装置を実現することにより、本発明の効果を奏するレンズ装置及び撮像装置を実現することができる。

１ レンズ鏡筒
２ 前側移動環（第２の移動筒）
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 後側移動環（第１の移動筒）
３５ 凹部（端規制機構）
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 後側鏡筒（鏡筒）
５、５ａ、５ｂ コイルバネ（弾性部材）
５５ 折り曲げ部（端規制機構）
３０ カム環
３１ａ カム溝（第２のカム溝）
３１ｂ カム溝（第１のカム溝）
３２ａ カムフォロア（第２のカムフォロア）
３２ｂ カムフォロア（第１のカムフォロア）
４０ ベース環（固定筒）
６ バネ押え環（端規制機構）
１１ バネ押え（端規制機構）
９５ バネ押さえ板（端規制機構）
２０ａ 前側光学系（光学素子）
２０ｂ 後側光学系（光学素子）
４１ 直線溝部（直線溝）

Claims (12)

1. 光軸方向に延在する直線溝を有する固定筒と、
   前記固定筒に対し光軸周りで回転可能であり、第１のカム溝と第２のカム溝が形成されたカム環と、
   第１の光学素子を保持する鏡筒が着脱可能に固定され、前記直線溝と前記第１のカム溝とに摺接する第１のカムフォロアを有する第１の移動筒と、
   第２の光学素子を保持し、前記直線溝と前記第２のカム溝とに摺接する第２のカムフォロアを有する第２の移動筒と、
   前記第１の移動筒に前記鏡筒が固定された状態において、前記第１の移動筒と前記第２の移動筒の間に配置され、前記第１の移動筒と前記第２の移動筒を光軸方向において互いに反対方向に付勢する弾性部材と、
   前記第１の移動筒に前記鏡筒が固定された状態において、前記弾性部材を前記鏡筒に固定することなく、前記弾性部材の一端の前記第１の移動筒に対する位置を規制する端規制機構と、
   を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記弾性部材は前記一端が径方向に折り曲げられた折り曲げ部を有するコイルバネであり、
   前記端規制機構は、前記折り曲げ部と、該折り曲げ部の少なくとも一部を収容する前記第１の移動筒と前記鏡筒の間に設けられた前記光軸方向の隙間と、から構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記隙間は、前記第１の移動筒と前記鏡筒とを互いに対して固定する際の取付面のうちの少なくとも一方の取付面の一部に形成された凹部と、他方の前記取付面の一部と、によって構成される、ことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記端規制機構は、前記第１の移動筒に着脱可能で、前記弾性部材の一端が固定される固定部材である、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記光軸方向において前記固定部材と前記第２の移動筒との間に前記第１の移動筒を配置するように、前記固定部材は前記第１の移動筒に着脱可能に固定され、
   前記光軸方向において前記第１の移動筒と前記鏡筒との間に前記固定部材を配置するように、前記鏡筒は前記第１の移動筒に着脱可能に固定される、
   ことを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記弾性部材はコイルバネであることを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記固定部材は、該固定部材が前記第１の移動筒と螺合して固定されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記固定部材は、該固定部材が前記第１の移動筒と、前記コイルバネの巻き方向とは逆の方向に回転螺合して固定されることを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記固定部材は、前記光軸方向に貫通する切り欠き部を有することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記固定部材は、前記弾性部材の少なくとも一部と前記光軸との間に延出するスカート部を有することを特徴とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有するレンズ装置。
12. 請求項１１に記載のレンズ装置を有する撮像装置。

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