JP5637777B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

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Description

本発明は、光軸方向に繰り出してズーム動作可能で、かつ、鏡筒本体に収納可能なズームレンズ鏡筒に関する。
従来から、光軸と平行なガイド軸を設け、レンズ群を保持した保持部材を前記ガイド軸に嵌めて摺動させるズームレンズ鏡筒がある。特許文献1では、前部鏡筒、中間鏡筒、及び、後部鏡筒を設け、Z移動枠及びF移動枠のそれぞれを光軸方向へガイドするためのZガイド軸及びFガイド軸を備えたズームレンズ鏡筒が開示されている。また、特許文献1に開示されたズームレンズ鏡筒は、Zガイド軸及びFガイド軸の両端をそれぞれ中間鏡筒と前部鏡筒、及び、中間鏡筒と後部鏡筒に固定支持する構成を有する。
特許第4329834号
しかしながら、特許文献1に開示されたズームレンズ鏡筒は、ガイド軸の両端を別部材で固定支持するように構成されている。このため、ガイド軸を支持する両部材の加工精度のばらつきにより、ガイド軸を光軸と平行にすることが困難であり、各レンズ群が光軸に対して倒れて光学性能が劣化するおそれがある。
そこで本発明は、ガイド軸の光軸に対する倒れ精度を向上させてレンズ群の倒れを抑制し、光学性能を向上させたズームレンズ鏡筒を提供する。
本発明の一側面としてのズームレンズ鏡筒は、絞り・シャッタユニット及び3群ユニットを含む第1の光学要素、4群ユニットを含む第2の光学要素、及び2群ユニットを含む第3の光学要素と、前記第1の光学要素を光軸方向に直進案内する第1のガイド部材と、前記第2の光学要素を前記光軸方向に直進案内する第2のガイド部材と、前記第1の光学要素、前記第2の光学要素、及び前記第3の光学要素を前記光軸方向から組み込み可能に構成された開口部、前記第1のガイド部材の両端を支持する第1の保持部、前記第2のガイド部材の両端を支持する第2の保持部、及び、該第3の光学要素を該光軸方向に直進案内する溝部を備えた直進筒とを有し、前記第3の光学要素を構成する前記2群ユニットは、第2レンズ群及び該第2レンズ群を保持する2群筒を有し、前記第1の保持部及び前記第2の保持部は、前記2群筒の外径よりも光軸側に位置し、前記2群筒は、前記直進筒の前記溝部に係合し、該直進筒の開口部の全体を覆うように構成されている。
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、ガイド軸の光軸に対する倒れ精度を向上させてレンズ群の倒れを抑制し、光学性能を向上させたズームレンズ鏡筒を提供することができる。
本実施例におけるズームレンズ鏡筒の全体を示す分解斜視図である。 本実施例における1群ユニットを示す斜視図である。 本実施例において、絞り・シャッタユニット、3群ユニット、4群ユニットを重ねて構成された組み込みユニットを示す斜視図である。 本実施例における直進筒を示す斜視図である。 本実施例におけるカム筒の外面展開図である。 本実施例におけるカム筒の内面展開図である。 本実施例におけるカム筒を示す斜視図である。 本実施例において、組み込みユニットを直進筒に組み込む手順を示す図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の収納位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のWIDE位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のTELE位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の収納位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のWIDE位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のTELE位置での断面図である。 本実施例におけるカム筒とベース部材との関係を示す断面図である。
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、本実施例におけるズームレンズ鏡筒の構成について説明する。図1は、ズームレンズ鏡筒の全体を示す分解斜視図である。図2は、1群ユニットを示す斜視図である。図3は、絞り・シャッタユニット、3群ユニット、4群ユニットを重ねて構成された組み込みユニットを示す斜視図である。図4は、直進筒を示す斜視図である。図5は、カム筒の外面展開図(図5(a))、及び、内面展開図(図5(b))である。図6は、カム筒を示す斜視図である。
図1及び図2において、100は1群ユニットである。101は第1レンズ群であり、102は第1レンズ群101を保持するための1群筒である。1群筒102には、スリット孔102aが周方向3箇所と、内周面に凸部102bと、溝部102cが周方向3箇所に設けられている。103はカムピンであり、球R形状部103aとテーパ形状部103bを有しており、1群筒102の周方向3箇所に固定される。104はピン部材であり、1群筒102の周方向3箇所に固定される。
図1において、200は2群ユニット(第3の光学要素)である。201は第2レンズ群であり、202は2群筒である。2群筒202には、カムピン203が周方向3箇所に設けられている。カムピン203は、テーパ部203a、及び、円筒部203bを有している。
図1及び図3において、300は絞り・シャッタユニット(第1の光学要素)である。絞り・シャッタユニット300には主ガイド部301が設けられており、主ガイド部301には主ガイド穴301a、301bが形成されている。また絞り・シャッタユニット300には、副ガイド部302、カムピン303、カムピン303をはめ込み可能に形成された穴部304、及び、フック部305が設けられている。さらに絞り・シャッタユニット300には、軸部306、切り欠き部307、309、及び、凸形状部308、310が設けられている。
400は3群ユニット(第1の光学要素)である。401は第3群レンズ群、402は第3群レンズ群保持部材、及び、403は第3群レンズ群保持部材402を光軸直交方向へ駆動させるための周知の技術による駆動ユニットである。404は、第3群レンズ群保持部材402及び駆動ユニット403を保持する3群ベース部材である。3群ベース部材404には、主ガイド穴404a、404b、副ガイド部404c、及び、カムピン挿入穴404dが設けられている。また3群ベース部材404には、フック部404e、ガイド部404f、切り欠き部404gが設けられている。405はカムピンであり、カムピン挿入部404dに挿入される。500はバネ部材であり、絞り・シャッタユニット300のフック部305と3群ユニット400のフック部404eに掛けられる。
600は4群ユニット(第2の光学要素)である。601は第4群レンズ群であり、602は第4群レンズ群保持部材であり第4群レンズ群601を保持する。第4群レンズ群保持部材602には、主ガイド穴602a、602b、ガイド部404fに係合する副ガイド部602c、及び、カムピン挿入穴602dが設けられている。また第4群レンズ群保持部材602には、位置決め穴602e及び切り欠き部602fが設けられている。603はカムピンであり、カムピン挿入穴602dに挿入される。
図1及び図4において、700は直進筒である。直進筒700は、後述のベース部材1001に固定される。直進筒700には、1群筒102の溝部102cと係合する凸部700a、及び、2群筒202の円筒部203bと係合する溝部700bがそれぞれ3箇所に設けられている。また直進筒700には、凹部700cが周方向3箇所に設けられており、1箇所には切り欠き700dが設けられている。直進筒700には、同様に、穴部700eが周方向3箇所に設けられており、1箇所には切り欠き700fが設けられている。更に、貫通穴を有するガイド軸保持部(700g、700h)、(700i、700j)が設けられている。また、カムピン303、405を組み込むための穴部700k、及び、カムピン603を組み込むための穴部700lが形成されている。
701は、直進筒700に設けられたボール部材(第1のカムフォロア)であり、凹部700cに嵌められる。ボール部材701は、後述のカム溝800dに対して回転可能に構成されている。702は、直進筒700に設けられたピン部材(第2のカムフォロア)であり、3箇所の穴部700eに嵌められる。また、ピン部材702の先端は球R形状を有する。ピン部材702は、後述のカム溝800iの径方向において弾性的に係合可能に構成されている。
703はガイド軸部材(第1のガイド部材)であり、絞り・シャッタユニット300の主ガイド穴301a、301b、及び、3群ベース部材404の主ガイド穴404a、404bに嵌り、ガイド軸保持部700g、700hに保持される。ガイド軸保持部700g、700hは、ガイド軸部材703の両端を支持する第1の保持部である。ガイド軸部材703は、第1の光学要素(絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400)を光軸方向に直進案内する。704はガイド軸部材(第2のガイド部材)である。ガイド軸部材704は、絞り・シャッタユニット300の副ガイド部302、3群ベース部材404の副ガイド部404c、及び、第4群レンズ群保持部材602の主ガイド穴602a、602bに嵌り、ガイド軸保持部700i、700jに保持される。第1の光学要素は、ガイド軸部材704により光軸周りの回転規制がなされている。ガイド軸保持部700i、700jは、ガイド軸部材704の両端を支持する第2の保持部である。ガイド軸部材704は、第2の光学要素(4群ユニット600)を光軸方向に直進案内する。直進筒700は、第1の光学要素及び第2の光学要素を光軸方向からのみ組み込み可能に構成された開口部700mを有する。
図1及び図5において、800はカム筒である。カム筒800は、直進筒700に対して回動可能に構成されている。カム筒800の外周側には、カムピン103の球R形状部103aが当接するカム溝800a、ピン部材104に対応したカム溝800b、及び、凸部102bに対応したカム溝800cが形成されている。カム溝800a、800b、800cは同一軌跡を有し、ピン部材104とカム溝800bとの間、及び、凸部102bとカム溝800cとの間には、所定の隙間が設けられている。
カム筒800の内周側面には、ボール部材701が当接可能なカム溝800d(第1のカム部)が周方向3箇所に形成されている。カム溝800dには、ボール部材701が当接し、直進筒700に対するカム筒800の光軸方向における位置を決定する。またカム筒800には、カムピン203が当接可能なカム溝800eが周方向の3箇所に形成されている。カム筒800には、同様に、カムピン303が当接可能なカム溝800f、カムピン405が当接可能なカム溝800g、及び、カムピン603が当接可能なカム溝800hが形成されている。またカム筒800には、ピン部材702に対応したカム溝800dと同軌跡のカム溝800i(第2のカム部)が形成されており、ピン部材702の先端球R部は、カム溝800iのカム底面と当接している。カム溝800iには、ピン部材702がカム筒800の径方向において係合し、かつ、光軸方向である互いに異なる2方向において当接する。カム溝800dはカム筒800の径方向における一端側に設けられているのに対し、カム溝800iはカム筒800の径方向における他端側に設けられている。
また、カム筒800の外周側にはギア部800jが設けられている。また、カムピン303、405を組み込むための穴部800k、及び、カムピン603を組み込むための穴部800lが設けられている。また、ピン部材702を組み込むための穴部800mが周方向3箇所に設けられている。またカム筒800には、図6に示されるように、後述の外圧受けのための底面部800n、800oが設けられている。
図1において、900は5群ユニットである。901は第5レンズ群であり、902は第5レンズ群901を保持する保持部材である。第5レンズ群902には、主ガイド穴902a、902b、及び、副ガイド部902cが形成されている。903はガイド軸部材であり、第5レンズ群902の主ガイド穴902a、902bに嵌る。904はガイド軸部材であり、第5レンズ群902の副ガイド部902cに嵌る。上述の1群ユニット100、2群ユニット200、絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、4群ユニット600、及び、5群ユニット900は、複数の光学要素群を構成する。
1000はベースユニットである。1001はベース部材であり、ベース部材1001には、ガイド軸部材903、904を保持する穴部1001a、1001bが設けられている。また、カム溝800d、800iと同軌跡のリブ部1001c、1001dが径方向に位置を異ならせて設けられている。リブ部1001c(内径側)はカム筒800の底面部800nと、また、リブ部1001d(外径側)は底面部800oと、それぞれ所定隙間で対向可能に構成されている。リブ部1001c、100dは、光軸方向においてカム筒800に当接する第3のカム部である。1002はギア部材であり、不図示の駆動源より回転駆動される。1003はCCDであり、ベース部材1001に取り付けられる。
次に、以上のような構成のズームレンズ鏡筒(鏡筒ユニット)の組み立て手順について説明する。まず、絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、4群ユニット600を重ねて組み込みユニットを構成し、直進筒700に組み込む。組み込みユニットは、バネ部材500を絞り・シャッタユニット300のフック部305と3群ユニット400のフック部404eに掛けた状態である(図3(a)、(b)の状態)。このとき、軸部306が位置決め穴602eに嵌り、組み込みユニットの前記状態を保ち易くしている。
図7は、組み込みユニット(絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、及び、4群ユニット600を重ねて構成されたユニット)を直進筒700に組み込む手順を示す図である。組み込みユニットを直進筒700に組み込む際には、光軸方向において、切り欠き部307とガイド軸保持部(700g、700h)との位置を合わせる。このとき同時に、切り欠き部309、404g、602fとガイド軸保持部(700i、700j)との位置が合わせられる(図7(a)、第1の位置)。第1の位置において、ガイド軸保持部700g、700iが光軸方向において凸形状部308、310に隣接する位置まで、直進筒700を組み込む。このように、第1の光学要素(絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400)及び第2の光学要素(4群ユニット600)は、第1の位置において直進筒700に組み込まれる。また、絞り・シャッタユニット300は、第1の位置において、光軸方向からみてガイド軸保持部(700g、700h)、(700i、700j)と重なる凸形状部308、310を有する。
続いて、組み込みユニット(第1の光学要素及び第2の光学要素)と直進筒700とを相対回転させる。このとき、ガイド軸保持部700g、700h、主ガイド穴301a、301b、及び、主ガイド穴404a、404bが、光軸方向において一致した位置となる。同時に、ガイド軸保持部700i、700j、副ガイド部302、副ガイド部404c、及び、主ガイド穴602a、602bも、光軸方向において一致した位置となる(図7(b)、第2の位置)。第2の位置において、ガイド軸部材703、704をガイド軸保持部材700h、700jの側からそれぞれ組み込む。このように、第1の位置から直進筒700に対して光軸周りに相対回転させた第2の位置において、ガイド軸部材703、704のそれぞれに嵌合支持可能に構成される。またガイド軸部材703、704は、第2の位置においてガイド軸保持部700g、700h及びガイド軸保持部700i、700jのそれぞれに固定される。
図8は、ズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。図8(a)に示されるように、カム筒800を直進筒700に嵌め、組み込み穴部700k、800kより、絞り・シャッタユニット300のカムピン303を穴部304に嵌める。同様に、組み込み穴部700k、800kより、3群ユニット400のカムピン405をカムピン挿入穴404dに嵌める。また、図8(b)に示されるように、組み込み穴700l、800lより、4群ユニット600のカムピン603を第4群レンズ群保持部材602のカムピン挿入穴602dに嵌める。次に、2群ユニット200のカムピン203をカム筒800のカム溝800dの終端に合わせて組み込む。その後、穴部800mと穴部700eが一致する位相で、ピン部材702を穴部700eに嵌め、同時に穴部700cにボール部材701を嵌める。この状態で、カム筒800を一旦組み込み、最後に1群ユニット100を組み込む。以上の組み込みは、所定の位相にカム筒800を回転させながら行う。
次に、図9及び図10を参照して、本実施例におけるズーム動作について説明する。図9及び図10は、本実施例におけるズームレンズ鏡筒の断面図であり、互いに異なる切断面を示している。図9(a)及び図10(a)は収納位置(a)、図9(b)及び図10(b)はWIDE位置、図9(c)及び図10(c)はTELE位置(c)での断面図である。不図示の駆動源より、ギア部材1002が回転すると、その回転力がギア部800jに伝達されてカム筒800が回転する。カム筒800は、直進筒700に嵌められたボール部材701がカム溝800dに当接しているため、カム溝800dのカム軌跡に沿って光軸方向へ回動する。切り欠き部700dにより1箇所のボール部材701が外周方向へ稼動可能に構成され、カム溝800dに常に当接している。
このとき、ピン部材702は、図5(b)の内周展開図において、範囲Aでは、カム溝800iにピン部材702の2箇所が光軸方向の両方向に、1箇所がZ(−)方向のみに係合可能な状態である。範囲Bでは、カム溝800iにピン部材702の3箇所が光軸方向の両方向に係合可能な状態である。範囲Cでは、カム溝800iにピン部材702の3箇所がZ(+)方向のみに係合可能な状態である。また範囲Dでは、図11に示されるように、ベース部材1001のリブ部1001c、1001d及びカム筒800の底面部800n、800oが、Z(−)方向における外圧受けとなっている。
また、範囲Cでは、直進筒700の凸部700aがZ(+)方向における外圧受けとなっている。ピン部材702の先端球R部は、カム溝800iの底部に全範囲で当接している。また、切り欠き部700d、700fにより、1箇所のボール部材701及びピン部材702が径方向に稼動可能に構成されている。カム筒800の回転により、1群ユニット100は、カムピン103の球R形状部103aがカム溝800aに当接し、カム溝800aのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、1群筒102の溝部102cと凸部700aとは係合しており、1群ユニット100は光軸方向へ直進する。2群ユニット200は、カムピン203がカム溝800eに当接し、カム溝800eのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、2群筒202の円筒部203bと溝部700bが係合しており、2群ユニット200は光軸方向へ直進する。絞り・シャッタユニット300は、カムピン303がカム溝800fに当接し、カム溝800fのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、絞り・シャッタユニット300の主ガイド穴301a、301bはガイド軸部材703に嵌り、副ガイド部302はガイド軸部材704に嵌り、絞り・シャッタユニット300は光軸方向に直進する。
3群ユニット400は、カムピン405がカム溝800gに当接し、カム溝800gのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、3群ベース部材404の主ガイド穴404a、404bはガイド軸部材703に嵌り、副ガイド部404cはガイド軸部材704に嵌り、3群ユニット400は光軸方向に直進する。4群ユニット600は、カムピン603がカム溝800hに当接し、カム溝800hのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、第4群レンズ群保持部材602の主ガイド穴602a、602bはガイド軸部材704に嵌り、副ガイド部602cはガイド部404fに嵌り、4群ユニット600は光軸方向に直進する。5群ユニット900は、ガイド軸部材903、904により回転規制され、不図示の駆動源により光軸方向の所定位置へ駆動される。以上のように、1群ユニット100、2群ユニット200、絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、4群ユニット600、及び、5群ユニット900は、光軸方向に移動する。
以上説明したように、絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、4群ユニット600を重ねて組み込みユニットを構成し、組み込みユニットを直進筒700の光軸方向に開口を有する開口部から組み込む。そして、絞り・シャッタユニット300及び3群ユニット400は、直進筒700の支持部700g、700hに支持されるガイド部材703によって光軸方向に直進可能に支持される。また、4群ユニット600は、直進筒700の支持部700i、700jに支持されるガイド部材704によって光軸方向に直進可能に支持される。このように、ガイド部材703、704は、それぞれ、直進筒700の支持部(700g、700h)、(700i、700j)によって支持されている。このため、絞り・シャッタユニット300、3群ユニット400、及び、4群ユニット600の倒れを抑制し、光学性能の向上を図ることができる。
また、絞り・シャッタユニット300及び3群ユニット400の副ガイド部302、404cをガイド部材704に嵌めることにより、光軸周りの回転規制としている。このため、ガイド部材704の光軸方向における倒れが抑制され、副ガイド部302、404cがガイド部材704に対してスムーズに光軸方向へ移動可能に構成されている。このとき、ガイド部材704の代替となる部材を他のスペースに設ける必要はない。また、4群ユニット600の副ガイド部602cを3群ベース部材404に設けられたガイド部404fに嵌めることにより、光軸周りの回転規制がなされる。このため、ガイド部404fの代替となる部材を別に設ける必要はなく、部品点数及びコスト削減が可能となる。また、絞り・シャッタユニット300の凸形状部308、310により、光軸方向からの有害光の侵入を防止することができる。
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
300 絞り・シャッタユニット
400 3群ユニット
600 4群ユニット
700 直進筒
700g、700h、700i、700j ガイド軸保持部
700m 開口部
703、704 ガイド軸部材

Claims (5)

  1. 絞り・シャッタユニット及び3群ユニットを含む第1の光学要素、4群ユニットを含む第2の光学要素、及び2群ユニットを含む第3の光学要素と、
    前記第1の光学要素を光軸方向に直進案内する第1のガイド部材と、
    前記第2の光学要素を前記光軸方向に直進案内する第2のガイド部材と、
    前記第1の光学要素、前記第2の光学要素、及び前記第3の光学要素を前記光軸方向から組み込み可能に構成された開口部、前記第1のガイド部材の両端を支持する第1の保持部、前記第2のガイド部材の両端を支持する第2の保持部、及び、該第3の光学要素を該光軸方向に直進案内する溝部を備えた直進筒と、を有し、
    前記第3の光学要素を構成する前記2群ユニットは、第2レンズ群及び該第2レンズ群を保持する2群筒を有し、
    前記第1の保持部及び前記第2の保持部は、前記2群筒の外径よりも光軸側に位置し、
    前記2群筒は、前記直進筒の前記溝部に係合し、該直進筒の開口部の全体を覆うように構成されていることを特徴とするズームレンズ鏡筒。
  2. 前記第1の光学要素及び前記第2の光学要素は、第1の位置において前記直進筒に組み込まれ、該第1の位置から該直進筒に対して光軸周りに相対回転させた第2の位置において前記第1のガイド部材及び第2のガイド部材のそれぞれに嵌合支持可能に構成され、
    前記第1のガイド部材及び前記第2のガイド部材は、前記第2の位置において前記第1の保持部及び前記第2の保持部のそれぞれに固定されることを特徴とする請求項1に記載のズームレンズ鏡筒。
  3. 前記第1の光学要素は、前記第1の位置において、前記光軸方向からみて前記第1の保持部及び前記第2の保持部と重なる凸形状部を有することを特徴とする請求項2に記載のズームレンズ鏡筒。
  4. 前記第1の光学要素は、前記第2のガイド部材により光軸周りの回転規制がな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1項に記載のズームレンズ鏡筒。
  5. 前記第2の光学要素は、前記第1の光学要素に設けられたガイド部により光軸周りの回転規制がなされていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のズームレンズ鏡筒。
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