JP5599052B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、光軸方向にレンズの移動が可能な光学装置に関する。

従来、光学装置としてのテレビレンズでは、フォーカス操作やズーム操作を行うレンズ群を光軸方向に移動させる構造として、ガイド溝部材と複数のコロ部材を備えたコロユニットとを係合させる方式が知られている。例えば、レンズを保持した鏡筒の外周において、レンズの光軸方向と平行な直進溝を形成した複数のガイド溝部材を設けた光学装置がある。ここで、ガイド溝部材は固定筒に設けられているコロユニットと係合する。すなわち、鏡筒は固定筒に対して直進溝に沿って並進可能に保持される。

ところが、ガイド溝部材とコロユニットとを係合する際には、部品精度によって少なからず隙間が生じるという問題がある。このため、例えば特許文献１には、ガイド溝部材と係合するコロユニットのうち、２つを固定コロ部材、他の２つを調整コロ部材として、ガイド溝部材とコロユニットとの係合の際に生じる隙間を調整する構造が開示されている。

特開２００８−４６４８２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構造では、複数のガイド溝部材は鏡筒に固定されており、また、複数のコロユニットも固定筒に固定されている。すなわち、複数のガイド溝部材の位相と複数のコロユニットの位相は、それぞれ固定されている部品自体の精度で決定するため、２つの位相は少なからず異なる。このため、ガイド溝部材とコロユニットとを係合する際に、２つの異なる位相の分だけ、何れかの部品が変形する。その結果、光学性能の劣化や駆動のムラが生じる。一方、部品自体の精度を高くすると、コストの高い部品が必要となる。

そこで本発明は、部品自体の精度を高めることなく、複数のガイド溝部材とコロユニットとを高精度に係合させることが可能な光学装置を提供する。

本発明の一側面としての光学装置は、光学素子と、前記光学素子を保持する鏡筒と、前記鏡筒の外周に設けられた複数のガイド溝部材と、前記鏡筒の外側に設けられた固定筒と、前記固定筒の内周に設けられ、それぞれが複数のコロ部材を備え、前記複数のガイド溝部材と係合することで前記固定筒に対して前記鏡筒を光軸方向に移動可能に保持する複数のコロユニットと、前記複数のガイド溝部材と前記複数のコロユニットとの係合位置を調整することにより、該複数のガイド溝部材と該複数のコロユニットとの位相調整が可能な調整部材とを有する。

本発明の他の側面としての光学装置は、光学素子と、前記光学素子を保持する鏡筒と、前記鏡筒の外側に設けられた固定筒と、前記固定筒の内周に設けられた複数のガイド溝部材と、前記鏡筒の外周に設けられ、それぞれが複数のコロ部材を備え、前記複数のガイド溝部材と係合することで前記固定筒に対して前記鏡筒を光軸方向に移動可能に保持する複数のコロユニットと、前記複数のガイド溝部材と前記複数のコロユニットとの係合位置を調整することにより、該複数のガイド溝部材と該複数のコロユニットとの位相調整が可能な調整部材とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、部品自体の精度を高めることなく、複数のガイド溝部材とコロユニットとを高精度に係合させることが可能な光学装置を提供することができる。

実施例１における光学装置の構造を示す斜視図である。 実施例１における光学装置の構造を示す図１中のＡ視図である。 実施例２における光学装置の構造を示す斜視図である。 実施例２における光学装置の構造を示す図３中のＢ視図である。 実施例３における光学装置の構造を示す斜視図である。 実施例３における光学装置の構造を示す図５中のＣ視図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施例１における光学装置について説明する。図１は、本実施例における光学装置２００の構造を示す斜視図である。図２は、光学装置２００の構造を示す図１中のＡ視図である。

光学装置２００において、鏡筒１はレンズ２（光学素子）を保持している。鏡筒１の外周には４つのガイド溝部材３が設けられており、それぞれ３つのビス４によって取り付けられている。ガイド溝部材３は、光軸方向に延びたガイド溝を備えている。なお本実施例では、４つのガイド溝部材３が設けられているが、これに限定されるものではなく、４つ以外の複数のガイド溝部材３を設けてもよい。また鏡筒１には、ネジ穴５ａが形成されたナット部材５が設けられている。

一方、鏡筒１の外側に設けられた固定筒６には、４つのコロユニット１００がナット７によって取り付けられている。それぞれのコロユニット１００は、図２（ａ）に示されるように、２つの固定コロ８と２つの調整コロ９（偏芯コロ）とからなる複数のコロ部材を有する。コロユニット１００の個数は、ガイド溝部材３の個数に合わせて設けられる。なお、コロユニット１００を用いた調整方法の詳細については後述する。また固定筒６には、ナット部材５のネジ穴５ａに螺合する送りネジ部材１０が回転可能に設けられている。以上の構成により、鏡筒１は、固定筒６に対して宙釣り状態で保持されている。このため鏡筒１は、送りネジ部材１０の回転により、ガイド溝部材３及びコロユニット１００に沿って光軸方向に並進移動する。このように４つのコロユニット１００は、固定筒６の内周に設けられ、４つのガイド溝部材３のそれぞれと係合することで固定筒６に対して鏡筒１を光軸方向に移動可能に保持する。

次に、図２を参照して、本実施例における２つの調整構造について説明する。まず、ガイド溝部材３とコロユニット１００との係合の隙間調整について説明する。図２（ａ）に示されるように、ガイド溝部材３の溝部３ａを、コロユニット１００における２つの固定コロ８に係合させる。コロユニット１００における２つの調整コロ９では、固定筒６に取り付けられる軸の中心と、溝部３ａと係合するコロの中心とが偏芯している。このため、図２（ｂ）に示されるように、調整コロ９を固定筒６に取り付けられる軸中心に回転させ、ガイド溝部材３とコロユニット１００とを隙間無く係合させる。

次に、４つのガイド溝部材３と４つのコロユニット１００とを係合する際の位相調整について説明する。ガイド溝部材３には、３つのビス４（調整部材）の取付穴３ｂが形成されている。このため、ビス４が締付固定されず緩んでいる場合には、取付穴３ｂとビス４との間の径差分だけ、ガイド溝部材３は鏡筒１に対して自由度を持った仮固定状態となる。そこで、まず４つのガイド溝部材３をビス４によって鏡筒１に仮固定状態で取り付ける。次に、４つのガイド溝部材３と固定筒６に固定された４つのコロユニット１００とをそれぞれ係合する。このとき、各々のガイド溝部材３は、鏡筒１に対して仮固定状態であり、前述のように自由度を持つため、コロユニット１００の位相に倣った位置に調整される。

この状態において、図２（ｃ）に示されるように、固定筒６に設けられた貫通穴６ａを介してビス４を締付固定することで、４つのガイド溝部材３を鏡筒１に本固定する。その結果、鏡筒１に取り付けられている４つのガイド溝部材３の位相は、固定筒６に取り付けられている４つのコロユニット１００の位相と一致する。このように、ビス４は、複数のガイド溝部材３と複数のコロユニット１００との係合位置を調整する調整部材である。ビス４は、固定筒６に固定された４つのコロユニット１００が４つのガイド溝部材３のそれぞれと係合した状態で、４つのガイド溝部材３を鏡筒１に取り付けて固定する固定部材である。またビス４は、固定筒６の外側から貫通穴６ａに締結されることでガイド溝部材３を鏡筒１に取り付けて固定する。以上のような位相調整によって、ガイド溝部材３とコロユニット１００は隙間無く同一の位相で係合するため、何れの部品も変形することなく、鏡筒１をスムーズに駆動することができる。

次に、図３及び図４を参照して、本発明の実施例２における光学装置について説明する。図３は、本実施例における光学装置２０１の構造を示す斜視図である。図４は、光学装置２０１の構造を示す図３中のＢ視図である。

光学装置２０１において、鏡筒１１はレンズ１２を保持している。鏡筒１１には、ガイド溝部材としての直進溝１１ａが４箇所に設けられている。また鏡筒１１には、ネジ穴１３ａが形成されたナット部材１３が設けられている。一方、固定筒１４には、４つのコロユニット１０１がビス１５によって取り付けられている。コロユニット１０１は、図４（ａ）に示されるように、コロ取付板１６、２つの固定コロ１７、２つの調整コロ１８、及び、各コロを取り付けるナット１９を備えて構成される。コロユニット１０１を用いた調整方法の詳細については後述する。また固定筒１４には、ナット部材１３のネジ穴１３ａに螺合する送りネジ部材２０が回転可能に設けられている。以上の構成により、鏡筒１１は、固定筒１４に対して宙釣り状態で保持されている。このため鏡筒１１は、送りネジ部材２０の回転により、直進溝１１ａとコロユニット１０１に沿って光軸方向に並進移動する。

次に、図４を参照して、本実施例における２つの調整構造について説明する。まず、鏡筒１１に設けられた直進溝１１ａとコロユニット１０１との係合の隙間調整について説明する。図４（ａ）に示されるように、コロユニット１０１における２つの固定コロ１７を直進溝１１ａに係合させる。ここで、コロユニット１０１における２つの調整コロ１８では、コロ取付板１６に取り付けられる軸の中心と、直進溝１１ａと係合するコロの中心とが偏芯している。このため、図４（ｂ）に示されるように、調整コロ１８をコロ取付板１６に取り付けられる軸中心に回転させることで、直進溝１１ａとコロユニット１０１とが隙間無く係合する。

次に、４箇所の直進溝１１ａと４つのコロユニット１０１の係合の位相調整について説明する。コロ取付板１６には、ビス１５（調整部材）の取付穴１６ａが設けられている。このため、ビス１５が締付固定されず緩んでいる場合には、取付穴１６ａとビス１５との間の径差分だけ、コロユニット１０１は固定筒１４に対して自由度を持った仮固定状態となる。まず、ビス１５を用いて、４つのコロユニット１０１を固定筒１４に仮固定状態で取り付ける。次に、４つのコロユニット１０１と鏡筒１１に設けられた４箇所の直進溝１１ａとを各々係合した状態にする。このとき、各々のコロユニット１０１は、固定筒１４に対して仮固定状態であり、前述したように自由度を持つため、直進溝１１ａの位相に倣った位置に調整される。

この状態で、図４（ｃ）に示されるようにビス１５を締付固定することで、コロユニット１０１を固定筒１４に本固定する。このように。ビス１５は、４つのコロユニット１０１が鏡筒１１に固定された４箇所の直進溝１１ａのそれぞれと係合した状態で、固定筒１４をコロユニット１０１に取り付けて固定する固定部材である。このため、固定筒１４に取り付けられている４つのコロユニット１０１の位相は、鏡筒１１に設けられている４箇所の直進溝１１ａの位相と一致する。以上のような位相調整によって、鏡筒１１の直進溝１１ａと各コロユニット１０１は隙間無く同一の位相で係合するため、何れの部品も変形することなく、鏡筒１１をスムーズに駆動することができる。

次に、図５及び図６を参照して、本発明の実施例３における光学装置について説明する。図５は、本実施例における光学装置２０２の構造を示す斜視図である。図６は、光学装置２０２の構造を示す図５中のＣ視図である。

光学装置２０２において、鏡筒２１はレンズ２２を保持している。鏡筒２１の外周には、４つのコロユニット１０２がビス２３によって取り付けられている。コロユニット１０２は、図６（ａ）に示されるように、２つの固定コロ２４及び２つの調整コロ２５を備えて構成される。コロユニット１０２を用いた調整方法の詳細については後述する。また鏡筒２１には、ガイドピン２６が設けられている。一方、固定筒２７には、４つのガイド溝部材２８がビス２９によって取り付けられている。また固定筒２７には、ガイドピン２６と係合するカム溝３０ａを備えたカム筒３０が回転可能に設けられている。以上の構成により、鏡筒２１は、固定筒２７に対して宙釣り状態で保持されている。このため、鏡筒２１は、カム筒２９の回転により、ガイド溝部材２８とコロユニット１０２に沿って光軸方向に並進移動する。

次に、図６を参照して、本実施例における２つの調整構造について説明する。最初に、鏡筒２１に取り付けられたコロユニット１０２とガイド溝部材２８との係合の隙間調整について説明する。図６（ａ）に示されるように、固定筒２７の内周に設けられたガイド溝部材２８の溝部２８ａを、コロユニット１０２における２つの固定コロ２４に係合させる。ここで、コロユニット１０２における２つの調整コロ２５では、鏡筒２１に取り付けられる軸の中心と、ガイド溝部材２８の溝部２８ａに係合するコロの中心とが偏芯している。このため、図６（ｂ）に示されるように、調整コロ２５を鏡筒２１に取り付けられる軸中心に回転させることで、ガイド溝部材２８とコロユニット１０２とが隙間無く係合する。

次に、４つのガイド溝部材２８と４つのコロユニット１０２との係合の位相調整について説明する。ガイド溝部材２８には、ビス２９（調整部材）の取付穴２８ｂが設けられている。このため、ビス２９が締付固定されず緩んでいる場合には、取付穴２８ｂとビス２９との間の径差分だけ、ガイド溝部材２８は固定筒２７に対して自由度を持った仮固定状態となる。まず、ビス２９を用いて、４つのガイド溝部材２８を固定筒２７に仮固定状態で取り付ける。次に、４つのガイド溝部材２８及び鏡筒２１に固定された４つのコロユニット１０２をそれぞれ係合する。このとき、各々のガイド溝部材２８は、固定筒２７に対して仮固定状態であり、前述したように自由度を持つため、コロユニット１０２の位相に倣った位置に調整される。

この状態で、図６（ｃ）に示されるようにビス２９を締付固定することで、４つのガイド溝部材２８を固定筒２７に本固定する。このため、固定筒２７に取り付けられている４つのガイド溝部材２８の位相は、鏡筒２１に取り付けられている４つのコロユニット１０２の位相と一致する。このように、ビス２９は、鏡筒２１に固定された４つのコロユニット１０２が４つのガイド溝部材２８のそれぞれと係合した状態で、４つのガイド溝部材２８を固定筒２７に取り付けて固定する固定部材である。以上のような位相調整によって、各ガイド溝部材２８とコロユニット１０２とは隙間無く同一の位相で係合するため、何れの部品も変形することなく、鏡筒２１をスムーズに駆動することができる。

なお、上述の各実施例では説明していないが、ガイド溝部とコロユニットとの係合の位相調整時には、固定筒とレンズとの光軸を一致させるため、固定筒と鏡筒又はレンズを固定することが必要である。また、鏡筒の送り機構として、実施例１、２では送りネジ機構を、実施例３ではカム機構を用いて説明した。ただし本発明はこれらに限定されるものではなく、用途に応じた他の送り機構を用いてもよい。

上述の各実施例によれば、部品自体の精度を高めることなく、複数のガイド溝部材とコロユニットとを高精度に係合させることが可能な光学装置を提供することができる。

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るものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 鏡筒
２ レンズ
３ ガイド溝部材
４ ビス
６ 固定筒
８ 固定コロ
９ 調整コロ
１００ コロユニット
２００ 光学装置

Claims (6)

1. 光学素子と、
   前記光学素子を保持する鏡筒と、
   前記鏡筒の外周に設けられた複数のガイド溝部材と、
   前記鏡筒の外側に設けられた固定筒と、
   前記固定筒の内周に設けられ、それぞれが複数のコロ部材を備え、前記複数のガイド溝部材と係合することで前記固定筒に対して前記鏡筒を光軸方向に移動可能に保持する複数のコロユニットと、
   前記複数のガイド溝部材と前記複数のコロユニットとの係合位置を調整することにより、該複数のガイド溝部材と該複数のコロユニットとの位相調整が可能な調整部材と、
   を有することを特徴とする光学装置。
2. 前記調整部材は、前記固定筒に固定された前記複数のコロユニットが前記複数のガイド溝部材のそれぞれと係合した状態で、前記複数のガイド溝部材を前記鏡筒に取り付けて固定する固定部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記固定筒には貫通穴が形成されており、
   前記固定部材は、前記固定筒の外側から前記貫通穴に締結されることで前記ガイド溝部材を前記鏡筒に取り付けて固定することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記調整部材は、前記複数のコロユニットが前記鏡筒に固定された前記複数のガイド溝部材のそれぞれと係合した状態で、前記固定筒を前記コロユニットに取り付けて固定をする固定部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
5. 光学素子と、
   前記光学素子を保持する鏡筒と、
   前記鏡筒の外側に設けられた固定筒と、
   前記固定筒の内周に設けられた複数のガイド溝部材と、
   前記鏡筒の外周に設けられ、それぞれが複数のコロ部材を備え、前記複数のガイド溝部材と係合することで前記固定筒に対して前記鏡筒を光軸方向に移動可能に保持する複数のコロユニットと、
   前記複数のガイド溝部材と前記複数のコロユニットとの係合位置を調整することにより、該複数のガイド溝部材と該複数のコロユニットとの位相調整が可能な調整部材と、
   を有することを特徴とする光学装置。
6. 前記調整部材は、前記鏡筒に固定された前記複数のコロユニットが前記複数のガイド溝部材のそれぞれと係合した状態で、該複数のガイド溝部材を前記固定筒に取り付けて固定する固定部材であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。