JP5213763B2 - レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、ピント調節のためにレンズユニットを有する群鏡筒を光軸方向に移動し、位置を決定した後、固定保持するようにしたビデオカメラ、デジタルカメラ等の光学機器に好適なレンズ鏡筒に関するものである。

ズームレンズは多くの場合、製造時にフォーカスレンズ群の無限ピント調整を行っている。ズームレンズのフォーカスレンズ群が第１群（第１レンズ群）の場合には、第１群の光軸方向の位置によるワイド端とテレ端の位置敏感度の差を利用して行っている。即ち焦点距離の変化（ズーミング）によってワイド端とテレ端において無限ピント位置が移動しないようにバランス調整を行って第１群の光軸上の位置を決定している。

具体的には第１群を保持する１群鏡筒を保持鏡筒に設けたネジやカムに係合させる。そして保持鏡筒を回転させることにより１群鏡筒の繰り込み、又は繰り出しを行い、調整後に第１群の位置を固定する方法をとっている。尚、１群鏡筒を保持する保持鏡筒は外観部品であることが多いが、調整を行う構造は外観として露出させないようにすることが一般的である。そのままでは調整用のビスやカム孔などが露出してしまう場合はカバー部品を配置して、外観としての品位を保つと共にレンズ鏡筒内部へのゴミ等の侵入を防ぐようにしている。１群鏡筒の光軸方向の位置調整を行う一つの形態例として保持鏡筒と１群鏡筒をネジ結合させ、１群鏡筒を回転させて光軸位置を調整した後、接着等により固定保持しているものがある。

また別の形態例として保持鏡筒に光軸中心から放射方向にカム孔を形成し、コロ等を介し１群鏡筒を前記カムに係合させ、同様に回転、調整後、光軸に対し放射方向からビス止めすることにより位置を保持する構成がある。また保持鏡筒、１群鏡筒とも樹脂成形で製作し、１群鏡筒の位置調整を行ったズームレンズ用のレンズ鏡筒が知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、保持鏡筒の内周に設けられたリフト面に対して当接する１群鏡筒を回転させて光軸方向の位置調整を行っている。そして位置が決定した後、光軸方向からのビス止めにより１群鏡筒を固定するレンズ鏡筒を開示している。特許文献２では、光軸方向の調整を行う１群鏡筒を中間筒に対しネジ結合させ、位置が決定した段階で接着により固定保持するレンズ鏡筒を開示している。

特開２００７−０４７４１１号公報 特開２００３−００５００６号公報

レンズユニットを保持する１群鏡筒の光軸位置の調整構造を有するレンズ鏡筒において、出来るだけ簡易な構成にしようとするには、カムやネジ加工等を切削加工で行わない樹脂成形による製作が効果的である。光軸を中心とした内周ネジ等でも内径スライド等の特殊な型構造とする必要はあるが形成は比較的容易である。また多くのズームレンズにおける１群鏡筒の前側にはフィルター等のアクセサリを取り付けるための、光軸を中心としたネジを設けることが一般的に行われている。

特許文献２では中間筒（移動鏡筒）と１群鏡筒をネジ結合させ、調整後接着等で固定している。この方法では、接着剤が硬化するまでの間、双方の位置を保持しておかなくてはならなく、作業時間が大幅に掛かる。また接着硬化後でも、１群鏡筒に回転静圧を掛けた場合にも十分な保持強度が得られるよう接着強度の強い接着剤を用いると、修理等により解体する場合に、今度は解体作業が困難になってくる。移動鏡筒にカムを形成し、１群鏡筒が保持するカムフォロワで係合する方法がある。しかしながらこの方法は、移動鏡筒をカム溝が貫通するため別部品によりカム溝を露出させないようにする必要があり、部品が追加され構成が複雑になる傾向がある。

特許文献２のレンズ鏡筒において、１群鏡筒を調整後固定するためのビス孔を型により形成しようとすると、移動鏡筒の先端部に設けられたフィルター取付けネジがスライド方向で干渉しやすくなる。この場合、フィルター取付けネジは２次加工により製作されることとなる。そうすると作業時間が多くかかってくる。あるいはフィルター取付けネジを型により形成し、１群鏡筒の保持固定用のビス孔を２次加工するという構成も考えられる。しかしながら、同様に２次加工により行わなければならず、作業時間が多くかかってくる。

本発明は、移動鏡筒に対し群鏡筒が調整後に十分な保持強度を有し、更に移動鏡筒がフィルター取付けネジを有していたとしても２次加工をする必要のない型による樹脂成形で製作ができるレンズ鏡筒の提供を目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズを保持する群鏡筒と、前記群鏡筒を保持する保持鏡筒とを有し、前記保持鏡筒に対し前記群鏡筒の光軸方向の位置調整を行い、調整後、調整位置で双方が固定されたレンズ鏡筒において、
前記保持鏡筒は、内周側に光軸中心放射方向に少なくとも三箇所設けられた凸形状のヘリコイドリードを有し、前記群鏡筒は前記保持鏡筒のヘリコイドリードに係合するヘリコイド係合部と、前記保持鏡筒との調整後の位置を固定するために固定ビスを取り付ける前記光軸方向に伸びるビス孔を有していることを特徴としている。

本発明によれば、移動鏡筒に対し群鏡筒が調整後に十分な保持強度を有し、更に移動鏡筒がフィルター取付けネジを有していたとしても２次加工をする必要のない型による樹脂成形で製作ができるレンズ鏡筒が得られる。

本発明のレンズ鏡筒の実施例のワイド状態での断面図 本発明の実施例の部分分解斜視図 本発明の実施例の部分構成を示した詳細断面図 本発明のレンズ鏡筒の実施例のテレ状態での断面図 本発明の実施例の部分詳細断面図 本発明の実施例の部分分解斜視図 図６の部分拡大詳細図 図７の一部分の拡大説明図

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明のレンズ鏡筒は、レンズユニット（レンズ群）を保持する群鏡筒と、群鏡筒を保持する移動鏡筒としての保持鏡筒（直進筒）とを有している。保持鏡筒に対し群鏡筒の光軸方向の位置調整を行い、調整後、調整位置で双方を固定ビスで固定する。保持鏡筒は、アクセサリを取り付けるための光軸を中心とした内周ネジ（フィルター取付けネジ）と、光軸中心放射方向に少なくとも三箇所設けられた内周側に凸形状のヘリコイドリードを有している。群鏡筒は保持鏡筒のヘリコイドリードに係合するヘリコイド係合部と、保持鏡筒との調整後の位置を固定するために固定ビスを取り付けるビス孔（ビス穴）を光軸方向に有している。群鏡筒を保持鏡筒に固定保持するときは、保持鏡筒のヘリコイドリードに沿って群鏡筒を光軸方向に位置調整する。その後、群鏡筒に設けられたビス孔に固定ビスを取付ける。そして群鏡筒のヘリコイド係合部と固定ビスの頭部分で保持鏡筒に設けられたヘリコイドリードのリフト面を挟み込むことにより、群鏡筒を保持鏡筒に固定保持している。

次にデジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に好適な本発明のレンズ鏡筒の実施例について説明する。図１に本発明を実施したレンズ鏡筒のワイド状態の断面図、図２には部分分解斜視図を示す。図１、または図２において、１はカメラ（カメラ本体、不図示）と着脱自在に結合するためのマウント、２はマウント１が固定される後部環、３は後部環２により保持される固定筒、４は外装環である。後部環２にはマウント１を介して取り付けられたカメラ（カメラ本体）と通信してオートフォーカス、絞り駆動等の制御を行うための制御基板、オートフォーカスを行うためのアクチュエータ等を搭載したフォーカスユニット５が保持されている。更に後部環２にはフォーカスユニット５からの駆動力、あるいは手動操作により焦点調節を行うためのフォーカスリング２１、焦点距離調節を行うためのズームリング２２がそれぞれ光軸周りに回転可能に保持されている。更には外装環４には焦点調節のオートフォーカス、マニュアルフォーカスを切り換えるためのフォーカススイッチ２３、手振れ補正機能を作動させるための手振れ補正スイッチ２４が配置されている。

次に６は固定筒３に保持され光軸周りに定位置回転するカム環、７は移動鏡筒としての直進筒（保持鏡筒）である。８は直進筒７に結合保持され、レンズユニットを有する１群鏡筒（群鏡筒）、９はフォーカスカム環、１０は２群鏡筒、１１は絞りユニット、１２は絞りユニット１１を保持する３群鏡筒である。それぞれの移動群にはカムフォロワが取り付けられている。直進筒（保持鏡筒）７と１群鏡筒（群鏡筒）８の係合については後に説明する。更に１３は手振れ補正のための駆動機能を有する４群鏡筒、１４は３群鏡筒に固定保持される５群鏡筒が構成されている。尚、フォーカスカム環９、３群鏡筒１２、４群鏡筒１３はそれぞれ固定筒３の内周部に嵌合保持されており、また２群鏡筒１０は光軸周りに回動自在、光軸方向にも移動可能なように直進筒７の内周部の２群嵌合部７ａに径嵌合している。固定筒３の外周には直進筒７を光軸方向にガイドする１群直進溝３ａ、３群鏡筒１２と４群鏡筒１３を同時にガイドする３―４群直進溝３ｂが設けられている。

更に固定筒３の外周にはフォーカスカム環９の光軸方向の位置を決定する補正カム３ｃが設けられている。また補正カム３ｃのカム面は型製作の際に型抜き方向に対しアンダーカットにならないように断面がテーパー形状をしている。カム環６の外周には直進筒７の光軸方向への進退量を有する１群カム６ａが設けられている。更に３群鏡筒１２と、５群鏡筒１４の進退量を有する３−５群カム６ｂが設けられている。更に４群鏡筒１３の進退量を有する４群カム６ｃが設けられている。更にフォーカスカム環９を光軸周りに回転させるための作動溝６ｄがそれぞれ円周方向に３箇所等分に配置されている。更にズームリング２２に固定された不図示であるズームキーが係合するためのズームキー係合部、固定筒３のカム環係合部により定位置回転自在に保持されるための摺動溝がそれぞれ設けられている。フォーカスカム環９には内周部に型成形により形成されているフォーカスカム９ａが設けられ、２群鏡筒１０に一体的に設けられたカムフォロワ１０ａがフォーカスカム９ａを挟むように係合している。また２群鏡筒１０にはフォーカスリング２１に一体的に設けられたキー部と係合し光軸周りの回転位置を保持されるキー受け部１０ｂを有している。

図３は固定筒３に対しフォーカスカム環９が保持されている補正カム３ｃの箇所の部分詳細断面図である。９がフォーカスカム環、３が固定筒、６がカム環である。固定筒３には断面がテーパー形状に形成された補正カム３ｃが設けられ、カム環６には作動溝６ｄが設けられている。１５は補正カム３ｃ、及び作動溝６ｄに接するテーパーコロ、１６はテーパーコロ１５を保持する軸ビス、１７はテーパーコロ１５を補正カム３ｃのテーパー面に付勢するためのスプリングである。

次に直進筒（保持鏡筒）７と１群鏡筒（群鏡筒）８の係合について説明する。図５は直進筒７と１群鏡筒８の係合箇所の部分断面図、図６は分解斜視図、図７は図６の分解斜視図の部分拡大詳細図である。図８は図７の一部分の拡大説明図である。図５、図６、図７、図８において直進筒７の内周部には凸形状のヘリコイドリード７ｂが光軸中心放射方向に少なくとも３箇所均等に配置されている。更に直進筒７の先端部内周側にはフィルター等のアクセサリを取り付けるための光軸を中心としたフィルターネジ（フィルター取付けネジ）（内周ネジ）７ｃが設けられている。尚、直進筒７は樹脂成形により製作されており、ヘリコイドリード７ｂとフィルターネジ７ｃは一般的に言われる内径スライドの型構成により一体的に形成（樹脂成形）することが可能である。

一方、１群鏡筒８の外周側には直進筒７のヘリコイドリード７ｂに係合するヘリコイド係合部８ａが、直進筒７のヘリコイドリード７ｂと対応するように、やはり光軸を中心に３箇所均等に配置されている。直進筒７のヘリコイドリード７ｂと１群鏡筒８のヘリコイド係合部８ａが係合し、更に１群鏡筒８を回転させることにより、ヘリコイドリード７ｂのリフト面に沿って１群鏡筒８が光軸方向に移動することが可能となっている。ヘリコイド係合部８ａは直進筒７のヘリコイドリードの１箇所に対し、光軸を中心とした回転方向に幅を有している。固定ワッシャ２５は、１群鏡筒８のワッシャ座８ｂに配置され、１群鏡筒８を回転させ光軸方向の位置を決定した後、固定ビス２６を固定ワッシャ２５に通して１群鏡筒８のビス孔８ｃに締付けることにより、１群鏡筒８の位置を固定する。また固定ワッシャ２５は１箇所のヘリコイド係合部８ａに対し両側に係合個所を分割する形で配置されており、ヘリコイドリード７ｂのリフト面を抑え付けている。又固定ワッシャ２５の立曲げ部２５ａの先端が直進筒７のヘリコイドリード７ｂのリフト面を抑えることにより、強固な固定保持が可能となっている。尚、固定ビス２６の頭部分で直進筒７のヘリコイドリード７ｂのリフト面を挟みこむようにするのが良い。更に１群鏡筒８の光軸方向の位置調整が完了し、固定ワッシャ２５、固定ビス２６により１群鏡筒８の位置を固定保持した後は、外装リング２７を接着により貼り付けることにより、調整構造を露出させないようにし、安価に外観を整えるようにしている。

次にレンズ鏡筒としての動作を説明する。図１、図２において焦点距離調節のためにズームリング２２を回転させると、ズームキー（不図示）により係合されているカム環６が光軸周りに定位置回転する。そして、１群直進溝３ａと１群カム６ａに挟持されたカムフォロワ（不図示）により直進筒７が光軸方向に直進移動する。同様に３−４群直進溝３ｂと３−５群カム６ｂに挟持されたカムフォロワ（不図示）により３群鏡筒１２、５群鏡筒１４が移動する。３−４群直進溝３ｂと４群カム６ｃに挟持されたカムフォロワにより４群鏡筒１３が、それぞれ光軸方向に移動する。またフォーカスカム環９はカム環６の作動溝６ｄに係合しているテーパーコロ１５によりカム環６の回転とともに光軸周りに回転しつつ補正カム３ｃに沿って光軸方向にも移動する。図４は図１において焦点距離調節を動作させた場合のテレ状態の断面図を示している。

一方、２群鏡筒１０はキー受け部１０ｂがフォーカスリング２１に一体的に設けられた不図示であるキー部と係合しているために光軸周りの回転位置は維持されつつ、フォーカスカム環９のフォーカスカム９ａに沿って光軸方向の位置を移動する。つまり２群鏡筒１０の焦点距離調節時の位置は補正カム３ｃとフォーカスカム９ａの合成により、光軸方向の位置を決定されることになる。

次に焦点調節時の動作は、フォーカススイッチ２３により選択されたフォーカスモードにより行われる。又、オートフォーカスの場合はフォーカスユニット５、マニュアルフォーカスの場合は手動操作により直接フォーカスリング２１の光軸周りの回転動作が行われる。フォーカスリング２１が回転するとキー部によって係合された２群鏡筒１０が光軸周りに回転し、２群鏡筒１０はフォーカスカム環９に設けられたフォーカスカム９ａのリフトに乗って光軸方向に回転繰出しされ、焦点調節動作が行われる。尚、直進筒７が図１のワイド状態から図４のテレ状態に繰出されると、直進筒７の先端に取り付けられた１群鏡筒８の負荷重量により、直進筒７はカムフォロワの位置を支点として重力方向に傾くこととなる。

ここで２群鏡筒１０は直進筒７の内径部に嵌合しているため直進筒７が傾いた際には、同時に同方向に２群鏡筒１０も傾くこととなり、光学性能として変化が相殺される。また２群鏡筒１０が直進筒７に従って傾くとき、２群鏡筒１０の光軸方向の進退量を決定するために係合しているフォーカスカム環９は、固定筒３の補正カム３ｃにスプリング１７により付勢するよう構成している。スプリング１７の付勢力に抗することによりフォーカスカム環９も傾くことが可能である。またフォーカスカム環９の固定筒３に対する嵌合部は光軸方向に極短い嵌合長としているため、フォーカスカム環９が固定筒３に対し傾くことを容易にしている。

以上のように本実施例では、直進筒７は、光軸を中心とした内周ネジ７ｃと、光軸中心放射方向に少なくとも三箇所設けられた内周側に凸形状となったヘリコイドリード７ｂを有している。又、１群鏡筒８は直進筒７のヘリコイドリード７ｂに係合し、当接位置を変えることで光軸方向の位置を調整可能なヘリコイド係合部８ａと、調整後位置を固定するため固定ビス２６を取り付けるビス孔８ｃを光軸方向に有している。これにより、１群鏡筒８をヘリコイドリード７ｂとフィルター取付けネジ７ｃを樹脂成形により形成した保持鏡筒（直進筒）７に対し係合させ、光軸方向の位置調整を行っている。その後、固定ビス２６によって１群鏡筒８を保持鏡筒７に高い保持強度で固定している。また１群鏡筒８のヘリコイド係合部８ａと固定ビス２６の頭部分で直進筒７に設けられたヘリコイドリード７ｂのリフト面を挟み込むことにより、１群鏡筒８の回転静圧に対しても十分な保持強度を確保している。

１群鏡筒８に設けられたビス孔８ｃに固定ワッシャ２５を介して固定ビス２６を取付け、固定ワッシャ２５が直進筒７に設けられたヘリコイドリード７ｂのリフト面を抑え付ける事により、より強固な保持強度を得ている。更にまた、固定ワッシャ２５はビス取付け面（固定ビス取付け面）に対し立ち曲げ部２５ａを有し、立ち曲げ部２５ａの端面が直進筒７のヘリコイドリード７ｂのリフト面を抑え付けることにより、１群鏡筒８に設けた保持固定用のビス孔８ｃの、光軸方向の位置に自由度を与える。そしてビス孔８ｃ自体の掛かり深さを確保できるようにしている。また、１群鏡筒８のヘリコイド係合部８ａは、直進筒７のヘリコイドリードの１箇所に対し光軸を中心とした回転方向に幅を有し、位置を保持するための固定ワッシャ２５は、１箇所のヘリコイド係合部を両側に分割する形で配置される。これにより、ヘリコイド係合部８ａと固定ワッシャ２５により保持鏡筒のヘリコイドリード７ｂをクランプする形態となり、より強固な保持構造としている。

尚、本実施例では３−５群が一体の鏡筒１２、１４の間に４群鏡筒１３を挟んだ光学構成としているが、本発明の効果を得るためには、この光学構成に限定するものではない。例えば、１群鏡筒８が焦点距離調節により大きく繰出される光学構成のものであればよい。また４群鏡筒１３についても本実施例では手振れ補正機能を有するとしているが、もちろんこれも必須の構成要素ではない。

更に本実施例では光軸方向の位置調整後の固定保持を直進筒７と１群鏡筒８の構成について説明した。しかしこれに限定するものではなく、調整構造と光軸を中心とした内周ネジ（フィルター取付けネジ）が一つの部品に近接して配置される構成であるならば簡易な構成で実現できるという効果を発揮する。また内周ネジはフィルター取付けネジに限定されるものはなく、別部品との係合ネジでも同様の効果を発揮する。また本実施例では１群鏡筒を固定保持するためにワッシャを介してビス固定しているが、配置さえ破綻がなければワッシャを廃止し、固定ビスの頭部分のみで直接、直進筒７のヘリコイドリード７ｂのリフト面を挟み込むようにして締結してもよい。

１・・・マウント、２・・・後部環、３・・・固定筒、３ａ・・・１群直進溝、３ｂ・・・３−４群直進溝、３ｃ・・・補正カム、４・・・外装環、５・・・フォーカスユニット、６・・・カム環、６ａ・・・１群カム、６ｂ・・・３−５群カム、６ｃ・・・４群カム、６ｄ・・・作動溝、７・・・直進筒、７ａ・・・２群嵌合部、７ｂ・・・ヘリコイドリード部、７ｃ・・・フィルターネジ、８・・・１群鏡筒、８ａ・・・ヘリコイド係合部、８ｂ・・・ワッシャ座、８ｃ・・・ビス孔、９・・・フォーカスカム環、９ａ・・・フォーカスカム、９ｂ・・・嵌合部、１０・・・２群鏡筒、１１・・・絞りユニット、１２・・・３群鏡筒、１３・・・４群鏡筒、１４・・・５群鏡筒、１５・・・テーパーコロ、１６・・・軸ビス、１７・・・スプリング、２１・・・フォーカスリング、２２・・・ズームリング、２３，２４・・・スイッチ、２５・・・固定ワッシャ、２５ａ・・・立曲げ部、２６・・・固定ビス、２７・・・外装リング

Claims (8)

1. レンズを保持する群鏡筒と、前記群鏡筒を保持する保持鏡筒とを有し、前記保持鏡筒に対し前記群鏡筒の光軸方向の位置調整を行い、調整後、調整位置で双方が固定されたレンズ鏡筒において、
   前記保持鏡筒は、内周側に光軸中心放射方向に少なくとも三箇所設けられた凸形状のヘリコイドリードを有し、前記群鏡筒は前記保持鏡筒のヘリコイドリードに係合するヘリコイド係合部と、前記保持鏡筒との調整後の位置を固定するために固定ビスを取り付ける前記光軸方向に伸びるビス孔を有していることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記保持鏡筒のヘリコイドリードに沿って前記群鏡筒を光軸方向に位置調整した後、前記群鏡筒に設けられた前記ビス孔に前記固定ビスを取付け、前記群鏡筒のヘリコイド係合部と前記固定ビスの頭部分で保持鏡筒に設けられたヘリコイドリードのリフト面を挟み込むことにより、前記群鏡筒は、その位置が調整されて前記保持鏡筒に固定保持されていることを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。
3. 前記保持鏡筒に対し前記群鏡筒を光軸方向に位置調整した後、前記群鏡筒に設けられた前記ビス孔に固定ワッシャを介して前記固定ビスを取付け、前記固定ワッシャが保持鏡筒に設けられたヘリコイドリードのリフト面を抑え付ける事により、前記群鏡筒は、その位置が調整されて前記保持鏡筒に保持されていることを特徴とする請求項１のレンズ鏡筒。
4. 前記固定ワッシャは固定ビス取付け面に対し立ち曲げ部を有し、前記立ち曲げ部の端面が前記保持鏡筒のヘリコイドリードのリフト面を抑え付けることにより、前記群鏡筒は、その位置が調整されて前記保持鏡筒に保持されていることを特徴とする請求項３のレンズ鏡筒。
5. 前記群鏡筒の前記保持鏡筒とのヘリコイド係合部は、前記保持鏡筒のヘリコイドリードの１箇所に対し光軸を中心とした回転方向に幅を有し、位置を保持するための前記固定ワッシャは、１箇所のヘリコイド係合部を両側に分割する形で配置されていることを特徴とする請求項３又は４のレンズ鏡筒。
6. レンズを保持する群鏡筒と、前記群鏡筒を保持する保持鏡筒とを有するレンズ鏡筒において、
   前記保持鏡筒は、光軸方向に凸形状を有するヘリコイドリードを有し、
   前記群鏡筒は、前記ヘリコイドリードとの当接位置を変えることで前記保持鏡筒に対する光軸方向の位置を調整可能なヘリコイド係合部と、前記ヘリコイドリードを前記ヘリコイド係合部とともに挟みこむための固定ワッシャと、前記光軸方向から前記固定ワッシャを前記ヘリコイド係合部に対して固定するための固定ビスとを有することを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 前記固定ワッシャは、固定ビス取付け面に対して前記光軸方向に曲がった立ち曲げ部を有し、前記立ち曲げ部と前記ヘリコイド係合部とで前記ヘリコイドリードを挟みこんでいることを特徴とする請求項６のレンズ鏡筒。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項のレンズ鏡筒を有していることを特徴とする光学機器。