JP4719595B2 - レンズ鏡筒及び光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び光学装置、さら詳しくは、ズーム操作リングやフォーカス操作リングの回転操作リングの回転操作力に抗する適切な摩擦力を発生させて、最適な操作力で回転操作できるレンズ鏡筒及び光学装置に関する。

従来のレンズ鏡筒は、例えば、引用文献１に開示されているように、図８を参照して、固定鏡筒２０１は、固定鏡筒２０１の外周方向に円周にわたって突出した係合部２０１ａと、光軸方向と平行な縦溝２０１ｂを有している。前群レンズ枠２０５は、前群レンズ２０４を保持するレンズ枠であり、外周面に溝２０１bを嵌通する枠突起部２０５ｂが設けてある。

ズーム操作環(またはフォーカス操作環) ２０２は、固定鏡筒２０１との外周面に嵌合しており光軸周りに回転可能である。ズーム操作環２０２は、径方向に突出し係合部２０１ａと係合する係合部２０２ａと、枠突起部２０５ａの先端と嵌合するカム溝２０２ｂとを有している。このカム溝２０２ｂは、ズーム操作環２０２の内周面において螺旋状の溝となっており、ズーム操作環２０２を円周方向に回転させることにより、枠突起部２０５ａを光軸方向に移動させることができる。また、枠突起部２０５ａは、縦溝２０１ｂを嵌通しているので、前群レンズ枠２０５と前群レンズ２０４は、固定鏡筒２０１に対して光軸方向に直線的に移動可能である。

固定リング２０３は、固定鏡筒２０１の被写体側端部と、例えば螺合するリングネジ部２１０と、ウェーブワッシャ２１２を付勢するリング付勢部２１４とを有する。ウェーブワッシャ２１２は、リング付勢部２１４によって被写体側から付勢されることによって、ズーム(フォーカス)操作環２０２の係合部２０２ａを、所定の付勢圧力で付勢する。係合部２０２ａは、ウェーブワッシャ２１２と固定鏡筒２０１の係合部２０１ａに、光軸方向において挟まれた格好となる。
以上のような構成により、ズーム操作環２０２は、光軸方向におけるガタツキ無く固定鏡筒２０１に当接され、また、ズーム操作リングやフォーカス操作リングの回転操作リングの回転操作力に抗する適切な摩擦力を発生させて、所定の回転トルク感をもって固定鏡筒２０１の外周で回転させることができる。

他の従来のレンズ鏡筒は、例えば、引用文献２に開示されたレンズ鏡胴である。この鏡胴は、図９を示すように、筒型の形状を有する鏡胴本体と、前記鏡胴本体の内側に配置され、光軸に沿って移動自在な１つ以上の移動レンズ枠と、前記移動レンズ枠を光軸方向に案内する案内部材と、前記鏡胴本体の内側又は外側において前記光軸と同方向の回転軸の周りに回動可能に設けられ、その回動に応じて前記移動レンズ枠を光軸方向に移動させるカム溝３３２を有するカム環３１８と、前記カム環３１８の前端部又は後端部に設けられ、該カム環３１８を前記鏡胴本体に対して前記光軸に沿う一方向に付勢する複数の付勢手段３２４と、からなり、前記付勢手段３２４が配設される一方のカム環３１８の端面のうち、当該端面に対して前記カム溝３３２の軌道が最も接近する位置を避けた場所に前記付勢手段３２４を収納する収納部３４４が形成され、前記収納部３４４に前記付勢手段３２４が配置されている。

他の従来のレンズ鏡筒は、固定鏡筒の外周面と摺動するズーム操作環やフォーカス操作環の内周面との嵌合部分に、グリスを塗布してグリスの粘度を利用して回転トルク感をもたせる方法がある。

特開２００１―３０５４０９号公報 特開２０００―１８０６８９号公報

引用文献１において開示されたレンズ鏡筒においては、複数の操作環を有する従来のレンズ鏡筒において、係合部を付勢するためのウェーブワッシャは、操作環毎にそれぞれ別個に設ける必要がある。従って、適切な回転トルク感を持たせたい操作環の数だけウェーブワッシャを入手する必要がある。また、操作環を操作するためのトルクすなわち操作力を最適にした状態、すなわち程よい回転トルク感を得るために、弾性部材すなわちここではウェーブワッシャの肉厚及び弾性部材の高さや角度を変えたものを複数準備する必要がある。これは、製造コストの上昇をもたらすことはもちろんのこと、部品管理等も大変である。また、レンズ鏡筒の製造時においても、多種多様のウェーブワッシャを使用することで、組立てミスや部品点数が増加する等の問題もある。

引用文献２に記載されたレンズ鏡胴の実施形態の変形例において、弾性部材としてたわみ部４６Ａ、４６Ｃ及び連結部４６Ｄを一体に形成したものを使用している。これは、たわみ部４６Ａ、４６Ｃ及び連結部４６Ｄが一体化したことによる部品点数の減少や組み立て工数の減少等の利点はある。しかし、操作環毎に弾性部材を準備しなければならない問題は解決されていない。程よい回転トルク感を得るために、弾性部材すなわちここではウェーブワッシャの肉厚及び弾性部材の高さや角度を変えたものを複数準備する必要がある問題も解決されていない。

固定鏡筒の外周面と摺動するズーム操作環やフォーカス操作環の内周面との嵌合部分に、グリスを塗布してグリスの粘度を利用して回転トルク感を持たせた場合、グリスの塗布量や温度変化によって操作抗力の大きさが一定しない。従って、操作環のトルク感が安定せず、温度の上昇に伴いグリスがレンズ面に染み出す恐れ等の問題があった。

（発明の目的）
本発明は、従来のレンズ鏡筒の上述した問題点に鑑みてなされたものであって、部品点数が少ない簡易な構造で、その組み立て調整も容易であって、ズーム操作リングやフォーカス操作リングの回転操作リングの回転操作力に抗した適切な摩擦力を発生させることができ、回転操作リングの最適な操作力を得ることができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。すなわち、１つの付勢部材を用いて、２つの操作環を同時に付勢するため、２つの操作環にトルクを出すためにそれぞれに付勢部材を設ける場合に比べて、部品点数や組立工数を減らすことができ、レンズ鏡筒の小型化および低コスト化を図ることができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
本発明はまた、温度環境が変化しても操作力すなわち操作トルクを一定に維持できるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

第１発明は、
固定筒の内周面又は外周面に、光軸方向の位置が固定で光軸中心に回動可能に支持された少なくとも２つの摺動回動部材を配置したレンズ鏡筒において、
光軸を中心として回動可能であって、被写体側及び結像側の両面に弾性突出部を設けた環状部材が、前記２つの摺動回動部材の間で前記固定筒に固定され、
被写体側の前記摺動回動部材の結像側端面及び結像側の前記摺動回動部材の被写体側端面に、前記環状部材のそれぞれの前記弾性突出部が圧接されていることを特徴とするレンズ鏡筒である。

第２発明は、
固定筒の内周面又は外周面に、光軸方向の位置が固定で光軸中心に回動可能に支持された少なくとも２つの摺動回動部材を配置したレンズ鏡筒において、
光軸を中心として回動可能であって、被写体側及び結像側の両面に弾性突出部を設けた環状部材が、前記２つの摺動回動部材の間で前記固定筒に固定され、
被写体側の前記摺動回動部材の結像側端面及び結像側の前記摺動回動部材の被写体側端面に、前記環状部材のそれぞれの前記弾性突出部が圧接されていることを特徴とする光学装置である。

本発明の実施態様は、以下のとおりである。
前記環状部材の前記固定筒への固定が、前記環状部材に設けられた突出部を、前記固定筒において、光軸方向に延びた光軸方向溝部分に連続した、光軸と直交方向へ延びた直交溝部分に係合させることによってなされたことを特徴とする。
このように構成することによって、少ない部品点数による簡易な構造で、回転操作部材の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、回転操作部材のいわゆる適切な回転トルク感を得ることができる。

前記固定筒が、光軸方向の複数の位置に設けた複数の前記直交溝部分を有することを特徴とする。
このように構成することによって、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、回転操作部材の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、回転操作部材のいわゆる適切な回転トルク感を得ることができる。

前記固定筒が、光軸方向で突き当てられた２つの筒部材からなり、該筒部材は、前記２つの筒部材が光軸方向において突き当たることによって形成される突き当て挟持部を有し、
前記環状部材の前記固定筒への固定が、前記環状部材に設けられた突出部を、前記突き当て挟持部によって挟持してなされていることを特徴とする。
このように構成することによって、少ない部品点数による簡易な構造で、回転操作部材の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、回転操作部材のいわゆる適切な回転トルク感を得ることができる。

前記固定筒が、光軸方向の複数の位置に設けた複数の前記突き当て挟持部を有することを特徴とする。
このように構成することによって、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、回転操作部材の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、回転操作部材のいわゆる適切な回転トルク感を得ることができる。

本発明のレンズ鏡筒においては、部品点数が少ない簡易な構造で、その組み立て調整も容易であって、ズーム操作リングやフォーカス操作リングの回転操作リングの回転操作力に抗した適切な摩擦力を発生させることができ、回転操作リングの最適な操作力を得ることができる利点を有する。すなわち、１つの付勢部材を用いて、２つの操作環を同時に付勢するため、２つの操作環にトルクを出すためにそれぞれに付勢部材を設ける場合に比べて、部品点数や組立工数を減らすことができ、レンズ鏡筒の小型化および低コスト化を図ることができる効果を有する。
本発明のレンズ鏡筒によればまた、温度環境が変化しても操作力すなわち操作トルクを一定に維持できる効果を有する。

以下に、本発明のレンズ鏡筒の最良の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態のレンズ鏡筒１０は、図１及び図２に示すように、第１レンズ群１１、及び第２レンズ群１２を有する。レンズ鏡筒１０は、カメラボデー（図示せず）に取付けるためのマウント１６と一体の第１固定筒１４が結合されている。第１固定筒１４は、フォーカス側縦溝１７と、ズーム側縦溝１８が形成されている。

第１固定筒１４の内面には、第１レンズ群１１を保持する第１レンズ保持枠１９が摺動可能に配置されている。第１レンズ保持枠１９は、フォーカス縦溝１７及びフォーカスカム溝２１に係合するフォーカスコマ２２を有している。
第１固定筒１４の外周面には、フォーカスカム溝２１を設けたフォーカス駆動リング２５が摺動可能に配置されている。フォーカス駆動リング２５には、フォーカス操作ピン２６がネジ固着されている。

第１固定筒１４の結像側には、第２固定筒１５が固着されている。第２固定筒１５の内周面には、第２レンズ群1２を保持する第２レンズ保持枠２０が配置されている。第２レンズ保持枠２０は、ズーム縦溝１８及びズームカム溝２３に係合するズームコマ２４を有している。第２固定筒１５の内周面には、ズームカム溝２３を設けたズーム駆動リング２７が摺動可能に配置されている。ズーム駆動リング２７の外周面には、第２固定筒１５を介してカバー２８が配置されている。ズーム駆動リング２７に固着されたズーム操作ピン２９は、第２固定筒１５とカバー２８に設けられたスリット３０を貫通している。

フォーカス駆動リング２５の結像側には、絞りユニット３４が配置される。絞りユニット３４は、上羽根及び下羽根（図示せず）を直線移動可能なように支持する支持枠３７と、支持枠３７に対して回転可能なように支持された絞り駆動リング３２と、上羽根及び下羽根（図示せず）を支持枠３７に対して保持するための絞り羽根保持部材（図示せず）とを備える。絞り駆動リング３２には、絞り操作ピン３５が固着されている。絞り操作ピン３５を操作することにより、絞り駆動リング３２を回転させ、絞り開口量を調整する。

フォーカス駆動リング２５の結像側の端面と絞り駆動リング３２の被写体側の端面の間には、第１固定筒１４に取り付けられたばね弾性部材３１が配置されている。ばね弾性部材３１は、図３に示すように、リング状に形成された薄厚の平面形状の基板部３１ａを有している。図３は、ばね弾性部材３１がレンズ鏡筒等に組み込まれた状態を示すばね弾性部材の説明用正面図（３Ａ）及び説明用側面図（３Ｂ）である。基板部３１ａの内周３箇所には、爪部３１ｂが一体的に形成されている。爪部３１ｂの数は、等角度分離してあるいは非等角度分離して配置された４箇以上であってもよい。爪部３１ｂは、第１固定筒１４の後述する嵌合部３３に嵌合される。

基板部３１ａの被写体側の平面の３箇所には、第１弾性部３１ｃが一体的に形成されている。第１弾性部３１ｃの数は、等角度分離してあるいは非等角度分離して配置された４箇以上であってもよい。第１弾性部３１ｃは、フォーカス駆動リング２５の平面部２５ａと当接することによって弾性変形し、その反力で平面部２５ａに対して被写体側への付勢力を与える。フォーカス駆動リング２５の平面部２５ａへの第１弾性部３１ｃの当接部分３１ｅは、略球面状である。
また、基板部３１ａの結像側平面の３箇所には、第２弾性部３１ｄが一体的に形成されている。第２弾性部３１ｄの数は、等角度分離してあるいは非等角度分離して配置された４箇以上であってもよい。第２弾性部３１ｄは、絞り駆動リング３２の平面部３２ａと当接することによって弾性変形し、平面部３２ａに対して像面側への付勢力を与える。絞り駆動リング３２の平面部３２ａへの第２弾性部３１ｄの当接部分３１ｆは、略球面状である。

第１弾性部３１ｃ及び第２弾性部３１ｄの作動力は、例えば、株式会社三省堂発行「機械工学必携」（第８版）第１０７頁に記載されている関係式によって計算される。

第１固定筒１４には、図４に示すように、外周の３箇所に、ばね弾性部材３１の爪部３１ｂが嵌合する嵌合部３３を形成されている。嵌合部３３の数は、爪部３１ｂの数に合わせて４個以上であってもよい。嵌合部３３は、ばね弾性部材３１の爪部３１ｂを被写体側に挿入させる挿入部３３ａと、挿入部３３ａに連接していてばね弾性部材３１の爪部３１ｂを光軸周りに回転させる回転部３３ｂと、回転部３３ｂに連接していてばね弾性部材３１の爪部３１ｂを結像側に挿入させその位置で保持させる保持部３３ｃを有する。

この場合、例えば、絞り駆動リングとばね弾性部材３１の光軸方向の間隔を変更したり、第１弾性部３１ｃあるいは第２弾性部３１ｄの形状をそれぞれ幅、長さ等を変更することにより、絞り駆動リング３２の平面部３２ａに対する像面側への付勢力よりも、フォーカス駆動リング２５の平面部２５ａに対する被写体側への付勢力を大きくすることができる。このようにすることによって、ばね弾性部材３１を第１固定筒１４の保持部３３ｃに確実に保持することができる。
第１弾性部３１ｃあるいは第２弾性部３１ｄの形状は、平板状を例示したが、その弾性力等を考慮して、山形や波形にすることも可能である。

これにより、ばね弾性部材３１が結像側から第１固定筒１４の嵌合部３３に挿入され、保持枠３３ｃにてばね弾性部材３１が光軸周りに回転しないように保持され、第１固定筒１４の外周からばね弾性部材３１の基板部３１ａに設けられた第１弾性部３１ｃ及び第２弾性部３１ｄが突出した状態で取り付けられる。前述したように、フォーカス駆動リング２５とばね弾性部材３１との光軸方向の間隔を変えたり、ばね弾性部材３１の弾性部の形状を変更したりすることで、ばね弾性部材３１の両側に配置される２つの操作環２５，３２の回転トルク感をそれぞれ任意に設定することができる。
すなわち、このように構成することによって、フォーカス駆動リング２５の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、フォーカス操作ピン２６のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。
同様に、絞り駆動リング３２の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、絞り操作ピン３５のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。

第１実施形態の第１変形例は、図５に示すように、第１固定筒１４に螺旋状の溝３４をつけ、その溝３４上に、上述したばね弾性部材３１の回転部３３ｂと保持部３３ｃを３組設ける。螺旋状の溝３４を付け加え、ばね弾性部材３１を光軸中心に回転させる。これにより、ばね弾性部材３１を被写体側に近付けることができ、複数個所（ここでは３箇所）の保持部３３ｃに固定することが可能になり、付勢力の調整が可能となる。
このように構成することによって、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、フォーカス駆動リング２５の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、フォーカス操作ピン２６のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。
同様に、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、絞り駆動リング３２の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、絞り操作ピン３５のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。

第１実施形態の第２変形例は、図６に示すように、ばね弾性部材３１の他の実施形態として、基板部３１ａの内周又は外周の数箇所に切込を入れて、その切込部分３１ｇ，３１ｈに球状突出部３１ｉ、３１ｊを被写体側ならびに像面側に設けることで、互いに反対方向へ付勢力を有する弾性部を設けるようにしてもよい。図６は、ばね弾性部材３１がレンズ鏡筒等に組み込まれた状態を示すばね弾性部材の説明用正面図（３Ａ）及び説明用側面図（３Ｂ）である。
切込部分３１ｇ，３１ｈの形状は、平板状を例示したが、その弾性力等を考慮して、山形や波形にすることも可能である。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態のレンズ鏡筒は、第１実施形態の第１固定筒１４が、図７に示す突き当て挟持固定筒１１４へ替わる。第２実施形態のレンズ鏡筒の他の構成は、第１実施形態と同じであるから、その説明を省略する。

突き当て挟持固定筒１１４は、被写体側固定筒１１２と、結像側固定筒１１５とから構成される。被写体側固定筒１１２の結像側端面には、光軸方向に沿って見た被写体側凹部１２２及び被写体側凸部１２４が交互に形成されている。被写体側凹部１２２の凹部深さすなわち光軸方向の位置は、三つの異なった位置を持つ被写体側凹部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが繰り返して形成されている。被写体側凸部１２４の高さすなわち光軸方向の位置は、すべて同一である。

結像側固定筒１１５の被写体側端面には、光軸方向に沿って見た結像側凹部１４２及び結像側凸部１４４が交互に形成されている。結像側凸部１４４の凸部高さすなわち光軸方向の位置は、三つの異なった位置を持つ１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃが繰り返して形成されている。結像側凸部１４４の結像側凸部１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃの凸部高さすなわち光軸方向の三つの異なった位置は、被写体側凹部１２２の被写体側凹部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの凹部深さすなわち光軸方向の位置に相補的に一致するように決定される。従って、被写体側固定筒１１２の結像側端面と、結像側固定筒１１５の被写体側端面とは、相補的に一致しており、隙間なく組み合わせることができる。

第２実施形態のレンズ鏡筒の組み立ては、第１弾性部３１ｃのフォーカス駆動リング２５の平面部２５ａへの付勢力に基づく摺動摩擦力、及び第２弾性部３１ｄの絞り駆動リング３２の平面部３２ａへの付勢力に基づく摺動摩擦力を考慮して、ばね弾性部材３１の爪部３１ｂを、被写体側凹部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのいずれかを選択して係合させる。続いて、被写体側凹部１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃと結像側凸部１４４ａ、１４４ｂ、１４４ｃが突き当たるように、被写体側固定筒１１２と結像側固定筒１１５とを突き当てる。このようにして、弾性部材３１の爪部３１を被写体側固定筒１１２と結像側固定筒１１５とによって挟持する。

このように構成することによって、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、フォーカス駆動リング２５の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、フォーカス操作ピン２６のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。
同様に、部品を替えることなく組み立て方法を変えるだけで、絞り駆動リング３２の回転操作力に抗した摩擦力を調整して、絞り操作ピン３５のいわゆる適切なトルク感を得ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の部分断面図である。 図２は、図１のIIで示す部分の部分拡大断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態のばね弾性部材の説明用正面図（３Ａ）及び説明用側面図（３Ｂ）である。 図４は、本発明の第１実施形態の第１固定筒の斜視図である。 図５は、本発明の第１実施形態の第１変形例の第１固定筒の正面図である。 図６は、本発明の第１実施形態の第２変形例のばね弾性部材の説明用正面図（６Ａ）及び説明用側面図（６Ｂ）である。 図７は、本発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の第１固定筒の分解斜視図である。 図８は、従来のレンズ鏡筒の部分断面図である。 図９は、他の従来のレンズ鏡筒のカム環の斜視図である。

符号の説明

１０ レンズ鏡筒
１１ 第１レンズ群
１２ 第２レンズ群
１４ 第１固定筒
１５ 第２固定筒
１６ マウント
１７ フォーカス側縦溝
１８ ズーム側縦溝
１９ 第１レンズ保持枠
２１ フォーカスカム溝
２２ フォーカスコマ
２３ ズームカム溝
２５ フォーカス駆動リング
２６ フォーカス操作ピン
２７ ズーム駆動リング
２９ ズーム操作ピン
３１ ばね弾性部材
３１ａ 基板部
３１ｂ 爪部
３４ 絞りユニット
３７ 支持枠
３２ 絞り駆動リング
３３ 嵌合部
３５ 絞り操作ピン

Claims (6)

1. 固定筒の内周面又は外周面に、光軸方向の位置が固定で光軸中心に回動可能に支持された少なくとも２つの摺動回動部材を配置したレンズ鏡筒において、
   光軸を中心として回動可能であって、被写体側及び結像側の両面に弾性突出部を設けた環状部材が、前記２つの摺動回動部材の間で前記固定筒に固定され、
   被写体側の前記摺動回動部材の結像側端面及び結像側の前記摺動回動部材の被写体側端面に、前記環状部材のそれぞれの前記弾性突出部が圧接されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記環状部材の前記固定筒への固定が、前記環状部材に設けられた突出部を、前記固定筒において、光軸方向に延びた光軸方向溝部分に連続した、光軸と直交方向へ延びた直交溝部分に係合させることによってなされたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記固定筒が、光軸方向の複数の位置に設けた複数の前記直交溝部分を有することを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記固定筒が、光軸方向で突き当てられた２つの筒部材からなり、該筒部材は、前記２つの筒部材が光軸方向において突き当たることによって形成される突き当て挟持部を有し、
   前記環状部材の前記固定筒への固定が、前記環状部材に設けられた突出部を、前記突き当て挟持部によって挟持してな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。
5. 前記固定筒が、光軸方向の複数の位置に設けた複数の前記突き当て挟持部を有することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 固定筒の内周面又は外周面に、光軸方向の位置が固定で光軸中心に回動可能に支持された少なくとも２つの摺動回動部材を配置した光学装置において、
   光軸を中心として回動可能であって、被写体側及び結像側の両面に弾性突出部を設け環状部材が、前記２つの摺動回動部材の間で前記固定筒に固定され、
   被写体側の前記摺動回動部材の結像側端面及び結像側の前記摺動回動部材の被写体側端面に、前記環状部材のそれぞれの前記弾性突出部が圧接されていることを特徴とする光学装置。

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