JP2019132938A - レンズ鏡筒、及び光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】鏡筒を大型化せず、光学性能を損なうことなく、外力に対して破損しにくいレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】レンズを保持するレンズ保持部材を少なくとも一つ有するレンズ鏡筒であって、前記レンズ保持部材を含む移動レンズ群100と、前記移動レンズ群100の被写体側に配置された外装枠40と、前記移動レンズ群100の外周側に配置され、前記移動レンズ群を光軸方向へ移動可能に案内する案内部材60と、前記案内部材60の外周側に回転可能に保持されるカム環7と、を備え、前記移動レンズ群100と前記外装枠40は、前記カム環7に設けられたそれぞれ異なるカム溝(7a〜7c)に係合し、弾性部材25によって互いに光軸方向に離間する方向に付勢された状態で前記カム環7によって駆動される。【選択図】図1
Description
本発明は、レンズ鏡筒、及びそのレンズ鏡筒を備える光学機器に関し、特にレンズ群を移動可能に支持する構造に関する。
カメラ等に取り付けられて使用される交換レンズ等のレンズ鏡筒やレンズ一体型カメラのレンズ鏡筒において、フォーカス時にレンズ群を光軸濃厚に直進移動可能に保持する構造に関する技術が開示されている。
特許文献1では、移動レンズ群が案内筒に保持されたカム筒の複数のカム溝に係合し、フォーカス時に繰り出す技術が開示されている。特許文献2では、直進筒が複数のカム溝を備えたカム筒を、バヨネット係合して保持する技術が開示されている。
しかし、上記特許文献1では、移動レンズ群がカム筒の複数のカム溝と係合しているが、大きな外力が直接レンズ群に加わる為、カム筒のカム溝やカムフォロアが破損や変形などを起こす可能性がある。
また、単純にカム溝の数を増やすと、上記特許文献2のように、カム筒を直進筒にバヨネット係合により保持するための爪形状がレンズ駆動中にカム溝を横断することになる。この場合、スムーズなレンズ駆動が損なわれる可能性があり、これを避けるためにはカム筒の大径化が必要となる。
そこで、本発明の目的は、鏡筒の大型化を招くことなく、光学性能を損なうことなく、外力に対して破損しにくいレンズ鏡筒及び光学機器を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、レンズを保持するレンズ保持部材を少なくとも一つ有するレンズ鏡筒であって、前記レンズ保持部材を含む移動レンズ群と、前記移動レンズ群の被写体側の前方に配置された外装枠と、前記移動レンズ群の外周側に配置され、前記移動レンズ群を光軸方向へ移動可能に案内する案内部材と、前記案内部材の外周側に回転可能に保持されるカム環と、を備え、前記移動レンズ群と前記外装枠は、前記カム環に設けられたそれぞれ異なるカム溝に係合し、弾性部材によって互いに光軸方向に離間する方向に付勢された状態で前記カム環によって駆動されることを特徴とする。
また、本発明は、レンズを保持するレンズ保持部材を少なくとも一つ有するレンズ鏡筒であって、前記レンズ保持部材を含む移動レンズ群と、前記移動レンズ群の被写体側に配置された外装枠と、前記移動レンズ群の外周側に配置され、前記移動レンズ群を光軸方向へ移動可能に案内する案内部材と、前記案内部材の外周に設けられた突起部と係合する周溝が設けられるとともに、前記移動レンズ群と前記外装枠が係合する複数の異なるカム溝が設けられ、前記案内部材の外周側に回転可能に保持されるカム環と、を備え、前記カム環は、前記移動レンズ群の光軸方向に略平行で前記カム環の端部まで延出し、前記複数の異なるカム溝を互いに連結して、前記周溝と交差するカム溝導入部を有し、前記移動レンズ群の移動に伴い前記カム環が前記案内部材に対して回転する際に、前記突起部が前記カム溝導入部を横断しないことを特徴とする。
本発明によれば、鏡筒の大型化を招くことなく、光学性能を損なうことなく、外力に対して破損しにくいレンズ鏡筒および光学機器を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。
図1は本発明の実施形態の一例に係るレンズ鏡筒の無限撮影位置での断面図、図2は図1に示すレンズ鏡筒の至近撮影位置での断面図、図3は図1に示すレンズ鏡筒の被写体側から見た分解斜視図である。なお、本実施形態のレンズ鏡筒を光学機器の機器本体の一例であるカメラ本体(不図示)に対して着脱可能に装着することで、カメラシステムとして用いられる。
図1乃至図3に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒は、カメラ本体(不図示)に取り付けるためのレンズマウント8(以下、マウント8という。)を有し、マウント8は、案内筒(案内部材)60に不図示のビス等で固定されている。マウント8には、裏蓋9が一体的に形成された爪部の弾性力で固定されている。また、案内筒60には、外装環10が不図示のビス等により固定されている。外装環10の前端には、有害光を遮るフード(不図示)を取り付け可能な化粧リング11が固定されている。案内筒60の外周面側には、カム環7が光軸方向の所定位置にて回転可能に配置されている。
図4はカム環7の被写体側から見た斜視図、図5はカム環7の内周側展開図、図6はレンズ鏡筒のカム環7と案内筒60の係合状態を示す断面図である。図4及び図5に示すように、カム環7の内周面には、3本の第1カム溝7a、3本の第2カム溝7b、及び第2カム溝7bとは溝幅の異なる3本の第3カム溝7cが周方向に略等間隔で形成されており、それぞれカム溝面は、テーパ面となっている。
カム環7の内周面の被写体側である前方には、3本の周溝7dが光軸方向の同じ位置に周方向に略等間で配置されており、3本の周溝7dは、それぞれ案内筒60の外周に設けられた3か所の突起部60bと係合している。これにより、カム環7は、案内筒60に対して、光軸方向に位置規制されながら回転可能に保持されている。
図1乃至図3に示すように、第1レンズ保持枠1は、第1レンズ群L1を保持し、第2レンズ保持枠2は、第2レンズ群L2を保持し、第3レンズ保持枠3は、第3レンズ群L3を保持し、第4レンズ保持枠4は、第4レンズ群L4を保持する。また、第5レンズ保持枠5は、第5レンズ群L5を保持し、第6レンズ保持枠6は、第6レンズ群L6を保持する。絞り装置30は、駆動源であるモータ(不図示)を有し、第3レンズ保持枠3と第4レンズ保持枠4に挟まれることによって固定されている。絞り装置30は、モータの駆動を制御することで、内蔵する絞り羽根の開口面積を変化させて光量を調節する。各レンズ保持枠1〜6は、本発明のレンズ保持部材の一例に相当する。
第1レンズ保持枠1は、第3レンズ保持枠3にビス等で3か所固定されている。第2レンズ保持枠2は、第1レンズ保持枠1と第3レンズ保持枠3に挟まれることによって光軸方向に位置規制された状態で、光軸に対して垂直方向に移動可能に保持されている。第4レンズ保持枠4は、第3レンズ保持枠3にビス等で3か所固定されている。
第5レンズ保持枠5は、第4レンズ保持枠4に光軸方向に位置規制され、光軸に対して垂直方向に移動可能に保持されている。第6レンズ保持枠6は、案内筒60に不図示のビス等により固定されている。第1レンズ群L1、第2レンズ群L2、第3レンズ群L3、第4のレンズ群L4、第5のレンズ群L5、第6のレンズ群L6及び絞り装置30により撮影光学系を構成している。
第1レンズ群L1の被写体側の前方には、フィルタ(不図示)を取り付け可能なフィルタ枠(外装枠)40が配置されている。また、第6レンズ群L6を除いた第1レンズ群L1から第5レンズ群L5と絞り装置30が一体的に光軸方向に移動可能な移動レンズ群100の主要素となっている。
第3レンズ保持枠3の外周部における周方向の3箇所には、第1カムフォロア16がねじ込まれて結合されている。3つの第1カムフォロア16は、円錐台形状部を有し、それぞれ、カム環7に形成された3本の第1カム溝7a(図4及び図5)に係合している。フィルタ枠40の外周部における第1カムフォロア16とは異なる位相の周方向の3箇所には、3つの第2カムフォロア40aが形成されている。また、フィルタ枠40の外周部における第1カムフォロア16とも第2カムフォロア40aとも異なる位相の周方向の3箇所には、第3カムフォロア40b(図3)が一体的に形成されている。
第2カムフォロア40aは第2カム溝7bに係合し、第3カムフォロア40bは第3カム溝7cに係合している。第3カムフォロア40bは、通常の状態では、3本の第3カム溝7cのカム面とは当接していない。第1カム溝7a、第2カム溝7b及び第3カム溝7cは、同じカムリフト量を持っている。
そのため、移動レンズ群100とフィルタ枠40は一体となってはいないが、常に移動レンズ群100の被写体側である前方を同じリフト量で同様の動きをすることになる。外部から衝撃を受けた場合は、最初に移動レンズ群100よりも被写体側である前方にあるフィルタ枠40に設けられた第2カムフォロア40aと第2カム溝7bの係合部に力が伝わる。
そして、次に第3カムフォロア40bと第3カム溝7cの係合部に力が伝わり、第2カムフォロア40aと第3カムフォロア40bがそれぞれの係合した第2カム溝7bと第3カム溝7cから脱落することを防止している。また、フィルタ枠40と移動レンズ群100はそれぞれ独立してカム環7と係合しているため、第1カムフォロア16と第1カム溝7aの係合部に力が伝わらない。この為、変形や破損が起こらず、外部から衝撃を受けても光学性能の劣化を防ぐことが可能である。また、第1カム溝7aの撮影領域と第2カム溝7bの撮影領域は、光軸方向に重ならないように配置することにより、第1カム溝7aへの力の伝達を防いでいる。
フィルタ枠40と移動レンズ群100は、付勢バネ25(弾性部材)により互いに光軸方向に離間する方向に付勢されている。付勢バネ25は、最も被写体側に配置された第1レンズ群L1を囲むような円環板状となっており、第1レンズ群L1の被写体側の頂点よりもマウント8側(被写体側と反対側)の位置で第1レンズ保持枠1に保持されている。付勢バネ25によって、第1カムフォロア16は第1カム溝7aのマウント8側のテーパ面へ付勢され、第2カムフォロア40aは第2カム溝7bの被写体側のテーパ面へ付勢されている。
これにより、撮影時にカメラの姿勢が変化しても、光学性能が劣化することなく撮影が可能である。また、フィルタ枠40へ被写体側から衝撃が加わった場合、付勢バネ25によって衝撃を和らげることが可能となる。なお、第2カムフォロア40aと第3カムフォロア40bは、第1カムフォロア16と同様に、フィルタ枠40と別部品としてもよい。それぞれのカム溝7a〜7cのマウント8側が無限撮影位置、被写体側が至近撮影位置となっている(図4及び図5参照)。
一方の第1カム溝7aの無限撮影位置側の端部からは、カム環7の被写体側である前方に光軸方向に略平行に延出して開放されている第1カム溝導入部7gが設けられている。第1カム溝導入部7gは、第1カムフォロア16を備えた移動レンズ群100を第1カム溝7aに係合させるための組み込み用溝である。他方の第2カム溝7bの至近撮影位置側の端部からは、カム環7の被写体側である前方に光軸方向に延出して開放されている第2カム溝導入部7hが設けられている。カム溝導入部7g,7hにより第1カム溝7aと第2カム溝7bが連結されている。
第3カム溝7cの無限撮影位置側の端部からは、カム環7の被写体側である前方に光軸方向に延びて開放されている第3カム溝導入部7jが設けられている。第2カム溝導入部7hと第3カム溝導入部7jは、第2カムフォロア40aと第3カムフォロア40bを備えたフィルタ枠40を第2カム溝7bと第3カム溝7cに係合させるための組み込み用溝である。
周溝7dには、カム環7の被写体側である前方に光軸方向に延びて開放されている周溝導入部7kが設けられている。第1カム溝導入部7gと第2カム溝導入部7hは、カム環7の被写体側である前方の端部で合流している(合流部7e)。また、第3カム溝導入部7jと周溝導入部7kは、カム環7の被写体側である前方の端部で合流している(合流部7f)。このため、導入溝を削減することが可能となり、周溝7dを合流部7eや合流部7fと交差させることなく配置することが可能となる。
これにより、周溝7dと合流部7eの交差を避けるためのカム環7の大径化が必要なくなる。また、カム環7が案内筒60の外周側を回転するときに、突起部60bがカム溝導入部を横断することが無いため、横断時の引っ掛かりや振動を無くすことができ、光学性能を劣化させることなくスムーズな動作が可能となる。
第3レンズ保持枠3における第1カムフォロア16の保持部のそれぞれの周方向両側には、キー部3b(図1及び図3参照)が形成されている。それぞれのキー部3bは、案内筒60に形成された3本の直進溝部60aに係合しており、第3レンズ保持枠3の光軸方向への直進移動を案内する。
カム環7が光軸周りに回転すると、第1カム溝7aのカムリフトによって第1カムフォロア16が光軸方向に移動するため、第3レンズ保持枠3は、直進溝部60aに案内されて光軸方向に直進移動する。即ち、移動レンズ群100が光軸方向に移動する。被写体距離に応じて、移動レンズ群100を光軸方向に移動させることで、無限遠端と至近端との間でのフォーカス動作が行われる。
波ワッシャ19(図3参照)は、カム環7を案内筒60に対して光軸方向に付勢してカム環7の光軸方向のガタつきを防止する。フォーカス操作環12は、その内周部が案内筒60の外周部と外装環10の内部に嵌合され定位置回転可能に保持されている。モータユニット14は、モータとギアボックスを有し、不図示のビス等によって案内筒60に固定されている。モータユニット14の出力ギアは、カム環7の内周側に設けたインナーギア(不図示)に噛合しており、モータの回転に応じてカム環7が回転し、移動レンズ群100が光軸方向に移動する。
案内筒60には、図6に示すように、フォトインタラプタ18が保持部材を介して固定されている。移動レンズ群100には、第4レンズ保持枠4に備えられたリブ部4aが設けられている。リブ部4aがフォトインタラプタ18の発光部と受光部の間を通過することで矩形波信号を出力し、これにより、移動レンズ群100の位置が検出可能となる。
また、案内筒60には、二つのフォトインタラプタ17が保持部材を介して固定されている。フォーカス操作環12には、櫛歯状の複数の突起形状部12aが設けられており、フォーカス操作環12の回転により櫛歯状の複数の突起形状部12aがフォトインタラプタ17の発光部と受光部の間を通過することで矩形波信号を出力する。この矩形波信号をカウントしたり入力間隔をモニタしたりすることで、フォーカス操作環12の回転方向と回転量又は回転速度を検出することができる。この回転方向と回転量又回転速度に応じてモータユニット14を駆動制御する。
基板15には、電子部品が実装され、基板15は、外装環10に不図示のビス等によって固定されている。基板15には、絞り装置30やモータユニット14、エンコーダフレキシブル基板、AF/MF切替えスイッチ(不図示)、及びフォトインタラプタ17がフレキシブルプリント基板を介して電気的に接続されている。基板15に搭載されたマイクロコンピュータによって、絞り装置30やモータユニット14の各種駆動制御を行う。また、基板15には、カメラ本体との通信や電源供給を受けるために、マウント8にビス止めされた接点ブロック28がフレキシブルプリント基板を介して接続されている。
以上説明したように、本実施形態では、鏡筒の大型化を招くことなく、光学性能を損なうことなく、外力に対して破損しにくいレンズ鏡筒及びレンズ鏡筒を備えるカメラを提供することができる。
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
1 第1レンズ保持枠
2 第2レンズ保持枠
3 第3レンズ保持枠
4 第4レンズ保持枠
5 第5レンズ保持枠
7 カム環
7a〜7c カム溝
7d 周溝
7g,7h カムム溝導入部
25 弾性部材
40 フィルタ枠
60 案内筒
60b 突起部
100 移動レンズ群
2 第2レンズ保持枠
3 第3レンズ保持枠
4 第4レンズ保持枠
5 第5レンズ保持枠
7 カム環
7a〜7c カム溝
7d 周溝
7g,7h カムム溝導入部
25 弾性部材
40 フィルタ枠
60 案内筒
60b 突起部
100 移動レンズ群
Claims (10)
- レンズを保持するレンズ保持部材を少なくとも一つ有するレンズ鏡筒であって、
前記レンズ保持部材を含む移動レンズ群と、
前記移動レンズ群の被写体側に配置された外装枠と、
前記移動レンズ群の外周側に配置され、前記移動レンズ群を光軸方向へ移動可能に案内する案内部材と、
前記案内部材の外周側に回転可能に保持されるカム環と、を備え、
前記移動レンズ群と前記外装枠は、前記カム環に設けられたそれぞれ異なるカム溝に係合し、弾性部材によって互いに光軸方向に離間する方向に付勢された状態で前記カム環によって駆動されることを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記弾性部材は、前記移動レンズ群の最も被写体側に配置されたレンズの外周を囲むように配置さ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。
- 前記弾性部材は、前記レンズの被写体側の頂点よりも光軸方向の被写体側の反対側に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のレンズ鏡筒。
- 前記弾性部材は、板状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
- レンズを保持するレンズ保持部材を少なくとも一つ有するレンズ鏡筒であって、
前記レンズ保持部材を含む移動レンズ群と、
前記移動レンズ群の被写体側に配置された外装枠と、
前記移動レンズ群の外周側に配置され、前記移動レンズ群を光軸方向へ移動可能に案内する案内部材と、
前記案内部材の外周に設けられた突起部と係合する周溝が設けられるとともに、前記移動レンズ群と前記外装枠が係合する複数の異なるカム溝が設けられ、前記案内部材の外周側に回転可能に保持されるカム環と、を備え、
前記カム環は、前記移動レンズ群の光軸方向に略平行で前記カム環の端部まで延出し、前記複数の異なるカム溝を互いに連結して、前記周溝と交差するカム溝導入部を有し、
前記移動レンズ群の移動に伴い前記カム環が前記案内部材に対して回転する際に、前記突起部が前記カム溝導入部を横断しないことを特徴とするレンズ鏡筒。 - 前記カム溝導入部は、前記複数の異なるカム溝の2つのカム溝のうちの一方のカム溝が前記移動レンズ群の繰り込み側の端部から延出し、他方のカム溝が前記移動レンズ群の繰り出し側の端部から前記カム環の端部まで延出して前記一方のカム溝と連結されていることを特徴とする請求項5に記載のレンズ鏡筒。
- 前記一方のカム溝と前記他方のカム溝は、撮影領域において光軸方向に重ならないように配置されていることを特徴とする請求項6に記載のレンズ鏡筒。
- 前記突起部が前記カム溝導入部を横断しない領域は、撮影領域であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
- 前記カム溝の溝面は、テーパ面であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
- レンズ鏡筒を備える光学機器であって、
前記レンズ鏡筒として。請求項1乃至9のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学機器。
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