JP5163342B2 - レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。

レンズ保持枠に設けられた複数の固定用フランジと外筒に設けられた複数の固定フランジとを調整ワッシャを挟んでネジ止めすることにより、レンズ鏡筒に備えられたレンズ群の光軸に対する傾きを調整する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平６−２３０１３号公報

本発明の課題は、光学系の光軸に対する傾きを調整できるレンズ鏡筒及び光学機器を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。なお、理解を容易にすることを目的として、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

本発明の第１の形態に係るレンズ鏡筒（１００）は、互いに間隔を隔てて備えられた第１部分（２０９）及び第２部分（２０７）を有し、光学系（１３１）を保持する保持枠（１３２）と、前記第１部分と前記第２部分に挟まれた位置に備えられ、固定部（１９８）に対する前記第１部分の傾きを調整可能な調整部（１９０）と、前記調整部に向かい合う部分（１９３）を有し、前記第２部分を前記固定部に取付ける取付部（１９２）とを有する。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態に係る光学機器（３００）は、上記の第１の形態に係るレンズ鏡筒を含む。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、以下の図中において、矢印Ｘはカメラの上下方向を、矢印Ｙはカメラの左右方向を、矢印Ｚは光学系の光軸Ｌに沿った方向（以下、光軸方向という）を示す。光軸方向における被写体側を前方側、カメラボディ側を後方側として説明する。

図１には、レンズ鏡筒１００を側断面図にて示している。この図に示すように、レンズ鏡筒１００は、第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４、第３レンズ群１３４、第４レンズ群１４４、及び第５レンズ群１５４を備える。第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４、第３レンズ群１３４、第４レンズ群１４４、及び第５レンズ群１５４は、それぞれ一又は二のレンズ１１１、１２１、１３１、１４１、１５１を備えている。レンズ１１１、１２１、１３１、１４１、１５１は、それぞれ保持枠１１２、１２２、１３２、１４２、１５２により保持されている。

また、レンズ鏡筒１００は、カメラボディ等の光学機器に固定される固定筒１４０と、固定筒１４０に収容されたカム筒１５０と、固定筒１４０の前方側に配されたフォーカス環１７０、ズーム環１８０と、カム筒１５０に収容された可動筒２００とを備えている。固定筒１４０、カム筒１５０、フォーカス環１７０、ズーム環１８０、及び可動筒２００は、ともに光軸方向を軸方向とする円筒体であり、カム筒１５０は、固定筒１４０の内周面と光軸周りに回転自在に嵌合しており、また、可動筒２００は、カム筒１５０と光軸方向へ移動自在に嵌合している。

可動筒２００の前方側端部には、第１レンズ群１１４と、保持枠１１２とが配されている。また、カム筒１５０の内周側には、第２レンズ群１２４、第３レンズ群１３４、第４レンズ群１４４、及び第５レンズ群１５４と、保持枠１２２、１３２、１４２、１５２とが配されている。

保持枠１１２は、可動筒２００に光軸周りに回転自在に嵌合している。また、保持枠１２２は、カム筒１５０の前端部に固定され、保持枠１５２は、カム筒１５０の内周面に、光軸周りに回転自在に嵌合している。また、保持枠１５２には、カム筒１５０の無い周面と光軸周りに回転自在に嵌合した筒部１５６が設けられており、この筒部１５６の内周面には、保持枠１３２が移動枠１９６を介して固定され、保持枠１４２が光軸周りに回転自在に嵌合している。

保持枠１１２、１４２、１５２の外周部又は内周部には、カムピン又はカム溝が設けられ、カム筒１５０には、当該カムピン又はカム溝が挿入されるカム溝又はカムピンが設けられている。これにより、カム筒１５０が光軸周りに回転することによって、カムピンがカム溝から光軸方向に押され、保持枠１１２、１２２、１３２、１４２、１５２が光軸方向に移動する。

ここで、第３レンズ群１３４のレンズ１３１は、光軸Ｌに対する傾きを調整可能な傾き調整レンズとされている。レンズ１３１を保持する保持枠１３２の外周部には、光軸Ｌと直交する方向に前進又は後退可能な複数の調整ネジ１９０と、保持枠１３２の外周部を移動枠１９６に固定する複数の固定ネジ１９２とが配されている。

また、保持枠１５２の筒部１５６、カム筒１５０、固定筒１４０、フォーカス環１７０における、調整ネジ１９０に対応した部分、即ち、調整ネジ１９０の軸線の延長線上には、工具アクセス穴１５５、１５３、１４３、１７３が形成されている。工具アクセス穴１５５、１５３、１４３、１７３には、調整ネジ１９０を回す工具、例えばレンチが挿通される。また、フォーカス環１７０には、工具アクセス穴１７３を塞ぐゴムリング１６０が着脱可能に装着されている。また、後述する外環部１３５の斜面２０９は、固定ネジ１９２の軸線の延長線上が切欠き部となっているので、切欠き部に固定ネジ１９２を回す工具を挿通できる。

図２には、図１の２−２断面図を示している。この図に示すように、レンズ１３１を保持する保持枠１３２は、光軸方向に見て円環状に形成され内周部にレンズ１３１が取付けられた枠部１３３と、光軸方向に見て円環状に形成され内周側に枠部１３３が配された外環部１３５とを備えている。枠部１３３と外環部１３５とは、３片の連結片１３７により連結されている。また、３片の固定用フランジ１３９が外環部１３５から外周側へ張り出している。

３片の連結片１３７と３片の固定用フランジ１３９とはそれぞれ、光軸周りに等間隔で配され、連結片１３７と固定用フランジ１３９とは、レンズ１３１の径方向に並べて配されている。また、３個の調整ネジ１９０は、光軸周りに等間隔で配され、連結片１３７と固定用フランジ１３９と、レンズ１３１の径方向に並べて配されている。

また、移動枠１９６は、光軸方向に見て円環状に形成され保持枠１５２の筒部１５６に固定される筒部１９７と、筒部１９７から内周側に張り出した３片の固定用フランジ１９８とを備えている。固定用フランジ１９８は、固定用フランジ１３９と光軸方向から見て重なり合うように配されており、固定ネジ１９２により光軸方向に締結されている。これにより、保持枠１３２が移動枠１９６に固定されている。

また、外環部１３５には、３個のスリット１３６が形成されている。この３個のスリット１３６は、光軸周りに等間隔で配されており、各スリット１３６は、調整ネジ１９０を中心として外環部１３５の周方向両側に広がっている。ここで、各スリット１３６は、外環部１３５をその径方向に貫通しており、外環部１３５を光軸方向に二分している。

図３は、図２の３−３断面図を示している。また、図４は、図３の４−４断面図を示している。これらの図に示すように、調整ネジ１９０の軸方向一端部には、レンチを嵌合させる凹部１９１が形成されており、調整ネジ１９０は、凹部１９１が外周側が設けられた軸方向一端側が外周側、他端側が内周側に位置するように配されている。

また、固定ネジ１９２の頭部１９３は、固定用フランジ１３９より後方側に配され、ネジ部１９５が頭部１９３から光軸Ｌに沿って前方側に延びている。また、外環部１３５には、３個のネジ穴２０８が形成されている。３個のネジ穴２０８は、光軸周りに等間隔で配されており、各ネジ穴２０８は、連結片１３７及び固定用フランジ１３９とレンズ１３１の径方向に並べて配されている。即ち、ネジ穴２０８は、スリット１３６と光軸方向に見て重なり合っている。

ネジ穴２０８は、スリット１３６の幅より大径であって、外環部１３５をその径方向に貫通している。また、ネジ穴２０８の光軸方向から見た断面形状（即ち、正面断面形状）は、内径が軸方向にかけて一様の矩形状となっているのに対して、ネジ穴２０８のカメラ左右方向から見た断面形状（即ち、側断面形状）は、内径が軸方向一端側から他端側へかけて広がる台形状となっている。

ここで、ネジ穴２０８の側断面形状は、外環部１３５の内周側から外周側へかけて広がる逆台形状となっており、外環部１３５の内周側から外周側へかけて前方側へ傾斜した斜面２０７と、外環部１３５の内周側から外周側へかけて後方側へ傾斜した斜面２０９とがスリット１３６を介して光軸方向に対向している。即ち、保持枠１３２の外環部１３５には、互いに間隔を隔てて備えられた斜面２０７と斜面２０９とを有している。また、ネジ穴２０８の外周側端部における光軸方向の直径Ｘ５は、調整ネジ１９０の直径Ｘ３より大きく、ネジ穴２０８の内周側端部における直径は、調整ネジ１９０の直径Ｘ３より小さくなっている。また、ネジ穴２０８の正面視における直径は、調整ネジ１９０を螺合させるのに適した大きさに設定されている。このため、調整ネジ１９０を外環部１３５の外周側からネジ穴２０８に軸線周りに回転させながら挿入することにより、調整ネジ１９０をネジ穴２０８に螺合させることができる。

ここで、ネジ穴２０８の内周側端部における光軸方向の直径が、調整ネジ１９０の直径Ｘ３より小さいことから、ネジ穴２０８は調整ネジ１９０から後方側へ拡径され、これにより、斜面２０９が後方側へ傾倒する。一方で、調整ネジ１９０を外周側へ後退させた場合には、ネジ穴２０８は前方側へ縮径され、これにより、斜面２０９が前方側へ起立する。従って、レンズ１３１の支持点を前後方向に変位させることができ、レンズ１３１の光軸Ｌに対する傾斜角度を調整できる。

ところで、調整ネジ１９０の軸線の延長線と固定ネジ１９２の軸線の延長線とは直交しており、調整ネジ１９０の凹部１９１が形成された端面１９４と頭部１９３における皿面２０６とは、Ｌ字コーナーを形成するように対面している。ここで、固定ネジ１９２における調整ネジ１９０に向かい合う部分である頭部１９３と調整ネジ１９０とは、光軸方向と直交する方向、即ち、調整ネジ１９０及びネジ穴２０８の軸方向に見てオーバーラップしている。また、ネジ穴２０８の開口端部１９９と頭部１９３とのネジ穴２０８の軸方向についての間隔Ｘ４は、調整ネジ１９０の軸長Ｘ１より短くなっている。このため、調整ネジ１９０が外周側へネジ穴２０８の軸線に沿って直進した場合、調整ネジ１９０の全体がネジ穴２０８から抜ける前に、調整ネジ１９０の端面１９４が頭部１９３に当接する。従って、レンズ鏡筒１００に加わった振動により調整ネジ１９０が回転されて外周側へ変位した場合に、調整ネジ１９０がネジ穴２０８から脱落することを抑制できる。

また、上記間隔Ｘ４が、調整ネジ１９０とネジ穴２０８との螺合長Ｘ２より短くなっている。このため、調整ネジ１９０とネジ穴２０８との螺合が外れる前に、調整ネジ１９０の端面１９４が頭部１９３に当接する。従って、レンズ鏡筒１００に加わった振動により調整ネジ１９０が回転されて外周側へ変位した場合に、調整ネジ１９０とネジ穴２０８との螺合が外れることを防止でき、調整ネジ１９０がネジ穴２０８から脱落することを防止できる。

また、上記間隔Ｘ４が、調整ネジ１９０の直径Ｘ３より短くなっている。これにより、ネジ穴２０８の斜面２０９と頭部１９３との間隔を、調整ネジ１９０の直径Ｘ３と比較して十分に小さくできるので、調整ネジ１９０が斜面２０９と頭部１９３との間の通過することを防止でき、調整ネジ１９０がネジ穴２０８から脱落することを防止できる。

また、調整ネジ１９０の凹部１９１が、頭部１９３の皿面２０６より後方側（図中−Ｚ方向側）に配されている。これにより、固定ネジ１９２により固定用フランジ１３９と固定用フランジ１９８とを締結した後に、調整ネジ１９０の凹部１９１にレンチを嵌合させて調整ネジ１９０をレンズ１３１の径方向に進退させることができる。

なお、本実施形態では、調整ネジ１９０、固定ネジ１９２、連結片１３７、固定用フランジ１３９、固定用フランジ１９８、スリット１３６、及びネジ穴２０８を３個又は３片設けた。しかし、３個には限られず複数でも単数でもよい。

図５には、レンズ鏡筒１００を備えた撮像装置３００の構造を模式的に示している。この図に示すように、レンズ鏡筒１００は、マウント部２６０を介して、撮像部４００に対して着脱自在に装着される。なお、撮像装置３００において、レンズ鏡筒１００および撮像部４００は、図示していない接続端子を介して電気的にも結合される。これにより、レンズ鏡筒１００は、撮像部４００から電力を供給される。また、レンズ鏡筒１００の副制御部２２０および撮像部４００の主制御部２５０は相互に情報を交換する。

撮像部４００は、主鏡２４０、ペンタプリズム２７０、接眼光学系２９０を含む光学系と、主制御部２５０とを収容する。主鏡２４０は、レンズ鏡筒１００の第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４、第３レンズ群１３４、第４レンズ群１４４、及び第５レンズ群１５４を通過して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置（図中に点線で示す）との間を移動する。

待機位置にある主鏡２４０は、入射光の大半を、上方に配置されたフォーカシングスクリーン２７２に導く。フォーカシングスクリーン２７２は、レンズ鏡筒１００の各レンズ群の合焦位置に配置され、当該レンズ群により形成された画像を結像させる。

フォーカシングスクリーン２７２に結像された画像は、ペンタプリズム２７０を介して接眼光学系２９０から観察される。これにより、接眼光学系２９０からは、フォーカシングスクリーン２７２上の映像を正像として見ることができる。

ペンタプリズム２７０および接眼光学系２９０の間には、ファインダＬＣＤ２９４に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーン２７２の映像に重畳させるハーフミラー２９２が配置される。これにより、接眼光学系２９０の出射端においては、フォーカシングスクリーン２７２の映像と、ファインダＬＣＤ２９４の映像とを併せて見ることができる。なお、ファインダＬＣＤ２９４には、撮像装置３００の撮影条件、設定条件等の情報が表示される。

また、ペンタプリズム２７０の出射光の一部は、測光部２８０に導かれる。測光部２８０は、入射光の強度およびその分布等を測定して、撮影条件を決定する場合に測定結果を参照させる。

一方、入射光の入射面に対する主鏡２４０の裏面には、副鏡２４２が配置される。副鏡２４２は、主鏡２４０を透過した入射光の一部を、下方に配置された測距部２３０に導く。これにより、主鏡２４０が待機位置にある場合は、測距部２３０が被写体までの距離を測定する。なお、主鏡２４０が撮影位置に移動した場合は、副鏡２４２も入射光の光路から退避する。

レンズ鏡筒１００からの入射光に対して主鏡２４０の後方には、シャッタ３２０、光学フィルタ３１２および撮像素子３１０が順次配置される。シャッタ３２０が開放される場合は、その直前に主鏡２４０が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像素子３１０に入射される。これにより、入射光の形成する画像が、撮像素子３１０において電気信号に変換される。

また、撮像部４００は、レンズ鏡筒１００に対して背面において、外部に面したメインＬＣＤ２９６を備える。メインＬＣＤ２９６は、撮像部４００に対する各種の設定情報を表示する他、主鏡２４０が撮影位置に移動している場合に撮像素子３１０に形成された画像を表示することもできる。

主制御部２５０は、上記のような種々の動作を総合的に制御する。また、撮像部４００側の測距部２３０が検出した被写体までの距離の情報を参照して、レンズ鏡筒１００を駆動するオートフォーカス機構を形成できる。更に、測距部２３０がレンズ鏡筒１００の動作量を参照して、フォーカスエイド機構を形成することもできる。

更に、主制御部２５０は、レンズ鏡筒１００の副制御部２２０と情報を交換して、絞り部２６２の開閉等も制御する。更に、主制御部２５０は、露出の自動化、シーンモードの実行、ブラケット撮影の実行等にも寄与する。

こうして、レンズ鏡筒１００と、第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４および第３レンズ群１３４及び第４レンズ群１４４による像を撮影する撮像部４００とを有する撮像装置３００が形成される。このように、レンズ鏡筒１００は、撮像装置３００において好適に使用できる。しかしながら、レンズ鏡筒１００の用途がこれに限られるわけではなく、例えば、動画撮影機、双眼鏡、顕微鏡、測量器等の光学系において、合焦機構、ズーム機構等に使用できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば、上記の実施形態では、調整ネジ１９０を、レンズ１２１の径方向、即ち、光軸Ｌと直交する方向に進退可能に構成した。しかし、これは必須ではなく、調整ネジ１９０を、レンズ１２１の径方向に対して傾斜した方向に進退可能、即ち、光軸Ｌに対して傾斜した方向に進退可能に構成してもよい。また、調整ネジ１９０に接着剤を付して、調整ネジ１９０の脱落をより確実に防止してもよい。

レンズ鏡筒１００を側断面図にて示す。 図１の２−２断面図を示す。 図２の３−３断面図を示す。 図３の４−４断面図を示す。 レンズ鏡筒１００を備える撮像装置３００を側断面図にて模式的に示す。

符号の説明

１００ レンズ鏡筒、１１１ レンズ、１１２ 保持枠、１１４ 第１レンズ群、１２１ レンズ、１２２ 保持枠、１２４ 第２レンズ群、１３１ レンズ、１３２ 保持枠、１３３ 枠部、１３４ 第３レンズ群、１３５ 外環部、１３６ スリット、１３７ 連結片、１３９ 固定用フランジ、１４０ 固定筒、１４１ レンズ、１４２ 保持枠、１４３ 工具アクセス穴、１４４ 第４レンズ群、１５０ カム筒、１５１ レンズ、１５２ 保持枠、１５３ 工具アクセス穴、１５４ 第５レンズ群、１５５ 工具アクセス穴、１５６ 筒部、１６０ ゴムリング、１７０ フォーカス環、１７３ 工具アクセス穴、１８０ ズーム環、１９０ 調整ネジ、１９１ 凹部、１９２ 固定ネジ、１９３ 頭部、１９４ 端面、１９５ ネジ部、１９６ 移動枠、１９７ 筒部、１９８ 固定用フランジ、１９９ 開口端部、２００ 可動筒、２０６ 皿面、２０７ 斜面、２０８ ネジ穴、２０９ 斜面、２２０ 副制御部、２３０ 測距部、２４０ 主鏡、２４２ 副鏡、２５０ 主制御部、２６０ マウント部、２６２ 絞り部、２７０ ペンタプリズム、２７２ フォーカシングスクリーン、２８０ 測光部、２９０ 接眼光学系、２９２ ハーフミラー、２９４ ファインダＬＣＤ、２９６ メインＬＣＤ、３００ 撮像装置、３１０ 撮像素子、３１２ 光学フィルタ、３２０ シャッタ、４００ 撮像部

Claims (6)

1. レンズが取り付けられた枠部と、前記枠部の外周側に位置し、前記枠部と連結部で連結した外環部と、前記外環部から外周側へ張り出した固定用フランジと、を有する保持枠と、
   前記固定用フランジが固定ネジで固定される固定部と、
   前記外環部における前記固定用フランジと前記連結部との間に位置し、周方向に伸びて形成されたスリットと、
   前記スリット内に形成されたネジ穴への螺合の位置を変更することで、前記固定用フランジと前記連結部との傾きを調整する調整ネジと
   を備え、
   前記調整ネジが前記ネジ穴に螺合する方向で見たとき、前記調整ネジと前記固定ネジの一部が重なり、かつ、前記ネジ穴の開口端から前記固定ネジまでの距離より前記調整ネジの全長が長いことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載されたレンズ鏡筒であって、
   前記ネジ穴の開口端から前記固定ネジまでの距離より、前記調整ネジと前記ネジ穴とが螺合する長さが長いことを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたレンズ鏡筒であって、
   前記ネジ穴は、互いに反対の方向へ傾斜した第１の斜面及び第２の斜面を有し、前記外環部の外周側から内周側へ向かって前記ネジ穴の直径が小さくなることを特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載されたレンズ鏡筒であって、
   前記固定部の外周側に位置する筒部をさらに備え、
   前記筒部は、前記調整ネジの前記ネジ穴への螺合の位置を調整するための工具穴を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
5. 前記調整ネジが前記ネジ穴に螺合する方向で見たとき、前記調整ネジの、工具が嵌合される凹部は、前記固定ネジと重ならない位置に配される請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 請求項１から請求項５までの何れか１項に記載されたレンズ鏡筒を含む光学機器。

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