JP6049294B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関する。

デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に用いられているレンズ鏡筒は、カム溝を有するカム筒と、光軸方向に平行な縦溝を有する案内筒、両方の溝に嵌合するカムフォロワーを有する。カムフォロワーは、レンズ群を保持したレンズ保持部材に固定され、レンズ保持部材は、カム筒が光軸周りに回転するとカムフォロワーによって光軸方向へ駆動される。特許文献１は、カムフォロワーに支持された複数のレンズ保持部材間にガタ防止用のバネを介装し、カムフォロワーの外径を種々選択することでレンズ間隔を変更する構成を提案している。

特開平３−１４４４１０号公報

特許文献１のレンズ鏡筒は、２つのレンズ群の間隔を調整することはできるが、１つのレンズ群を構成する２つのレンズの間の間隔、向き合い（傾き）調整、偏芯の少なくとも一つを調整することはできない。より高い光学性能のためには、この調整機能が必要である。

本発明は、光軸方向に駆動される１つのレンズ群を構成する２つのレンズの間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整することが可能なレンズ鏡筒を提供することを例示的な目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、第１のレンズと第２のレンズを有する第１のレンズ群と、第１の溝部を有する第１の筒と、第２の溝部を有し、前記第１のレンズ群の光軸周りに前記第１の筒に対して回転可能に構成された第２の筒と、前記第１のレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、前記第２のレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、前記第１の溝部および前記第２の溝部に挿入された第１のカムフォロワーと、を有する第１のレンズユニットと、前記第２のレンズ保持部材に光軸方向に弾性力を加える弾性部材と、前記光軸周りに所定の間隔で前記第２のレンズ保持部材に固定された複数のカラーと、を有し、前記第２の筒が前記第１の筒に対して回転して前記第１のカムフォロワーが前記第１の溝部及び前記第２の溝部に追従して移動することで、前記第１のレンズユニットが前記光軸方向に移動し、前記第１のレンズ保持部材は前記複数のカラーが挿入される複数のカラー挿入部を有し、前記複数のカラー挿入部は前記光軸に直交する方向に面が形成された第１の面と、前記光軸方向に面が形成された一対の第２の面を有し、前記複数のカラーは、前記弾性部材によって前記第１の面に向けて付勢され、前記複数のカラーと前記複数のカラー挿入部の接触状態が変更されることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整可能であることを特徴とする。

本発明によれば、光軸方向に駆動される１つのレンズ群を構成する２つのレンズの間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整することを例示的な目的とする。

本実施形態のレンズ鏡筒の側面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。 図３に示すカラーの平面図、側面図、断面図である。 図２に示す２つのレンズ保持枠の斜視図である。 図６（ａ）（ｂ）に示すレンズ保持枠に図５に示すカラーが固定された状態の部分拡大断面図である。 図６（ａ）（ｂ）に示すレンズ保持枠に図５に示すカラーが固定された状態の拡大断面図である。

図１は、本実施形態のレンズ鏡筒の側面図である。図２、図３、図４は、レンズ鏡筒の断面図であり、ワイド状態を示している。レンズ鏡筒（交換レンズ、光学機器）は、不図示のカメラ本体（撮像装置本体、光学機器）に着脱可能に装着される。

レンズ鏡筒は、カメラ本体との接続を行うマウント１０１、マウント１０１に一体的に固定される案内筒（第１の筒）１０２、案内筒１０２と径方向に嵌合して光軸周りで相対的に回転可能に保持されるカム筒（第２の筒）１０３を有する。

案内筒１０２には、第１直進溝１０２Ａと第２直進溝１０２Ｂが第１の溝部として形成されている。カム筒１０３には、第１カム溝部１０３Ａと第２カム溝部１０３Ｂが第２の溝部として形成されている。第１直進溝１０２Ａと第２直進溝１０２Ｂは光軸に平行な縦溝である。第１カム溝部１０３Ａの下に第１直進溝１０２Ａが位置し、第２カム溝部１０３Ｂの下に第２直進溝１０２Ｂが位置する。即ち、カム筒１０３の内周側に案内筒１０２の一部が配置されている。

カム筒１０３の外周にはズーム操作時にカム筒１０３に回転力を与えるズーム伝達キー１０４が固定されている。ユーザーのズーミング操作時には、ズーム伝達キー１０４から回転操作力が伝わり、案内筒１０２、カム筒１０３に支持されたレンズ保持枠が、カム軌跡に沿って光軸方向を移動する。

レンズ保持枠１０５は、光学レンズ（第１群レンズ）Ｌ１を保持し、外周部にカムフォロワー（第１のカムフォロワー）１１１が取り付けられている。カムフォロワー１１１は、後述するカラー１１２と同様に、３つの円筒部から構成されているが、カラー１１２と異なり、３つの円筒部の中心軸は一致している。

カムフォロワー１１１は、第１直進溝１０２Ａ、第１カム溝部１０３Ａの両方に挿入されており、第１直進溝１０２Ａ、第１カム溝部１０３Ａに追従して移動する。カムフォロワー１１１は、中空穴（ネジ穴）を有し、そこにネジ１１１ａが挿入され、ネジ１１１ａによってレンズ保持枠１０５に固定されている。カム筒１０３が回転すると、レンズ保持枠１０５は光軸方向に移動する。

レンズ保持枠１０６は、光学レンズ（第２群レンズ）Ｌ２を保持し、ズーム作動時にレンズ保持枠１０５と一体的に駆動する。レンズ保持枠１０６は、フォーカスシング時に不図示のアクチュエータにより、レンズ保持枠１０５に対して単独で光軸方向に移動することができる。

レンズ保持枠１０７は、第１のレンズである光学レンズ（第３群レンズ）Ｌ３を保持する第１のレンズ保持枠（第１のレンズ保持部材）であり、レンズ保持枠１０５にネジ１１０で固定されている。

レンズ保持枠１０８は、第２のレンズである光学レンズ（第４群レンズ）Ｌ４を保持する第２のレンズ保持枠（第２のレンズ保持部材）であり、外周部に複数のカラー（コロ部）１１２がネジ１１２ａで取り付けられている。複数のカラー１１２は、光軸周りに所定の角度間隔（例えば、１２０度間隔）でレンズ保持枠１０８に固定されている。但し、所定の角度間隔は等間隔でなくてもよい。

レンズ保持枠１０８に固定された各カラー１１２が、レンズ保持枠１０７のカラー挿入部１０７ａに挿入されることによってレンズ保持枠１０７と１０８は一体化されている。複数のカラー１１２は同一又は異なる形状を有し、カラー挿入部１０７ａは同一の形状を有する。これにより、レンズ保持枠１０７は成形などによって製造の容易性を維持することができる。

つまり、レンズ保持枠１０５〜１０８は、ズーミング時に一体となって光軸方向を移動し、フォーカス動作時のみレンズ保持枠１０６が独立して光軸方向に駆動する第１のレンズユニットとして機能する。光学レンズＬ１〜Ｌ４は第１のレンズ群（１つの同一のレンズ群）を構成する。本実施形態では、この１つのレンズ群の隣接する２つの光学レンズＬ３とＬ４の間隔、向き合い（傾き）、偏芯の少なくとも一つを調整することを可能にしている。

レンズ保持枠１０９は、第１のレンズ群とは異なるレンズ群である第２のレンズ群としての光学レンズ（第５群レンズ）Ｌ５を保持し、第２のレンズユニット１０９として機能する。レンズ保持枠１０９は、外周部にカムフォロワー（第２のカムフォロワー）１１３が取り付けられている。カムフォロワー１１３は、カラー１１２と同様に、３つの円筒部から構成されているが、カラー１１２と異なり、３つの円筒部の中心軸は一致している。

カムフォロワー１１３は、第２直進溝１０２Ｂ、第２カム溝部１０３Ｂの両方に挿入されており、第２直進溝１０２Ｂ、第２カム溝部１０３Ｂに追従して移動する。カムフォロワー１１３は、中空穴（ネジ穴）を有し、そこにネジ１１３ａが挿入され、ネジ１１３ａによってレンズ保持枠１０９に固定されている。従って、カム筒１０３が回転するとレンズ保持枠１０９は光軸方向に移動する。

レンズ保持枠１０８とレンズ保持枠１０９の間には弾性部材１１４が組み込まれており、レンズ保持枠１０８とレンズ保持枠１０９との間に光軸に平行な弾性力を加えている。本実施形態の弾性部材１１４は、圧縮バネであるが、引っ張りバネでもよい。

後述するように、弾性部材１１４は、カムフォロア１１１と第１直進溝１０２Ａと第１カム溝部１０３Ａの間のガタつきと、カムフォロア１１３と第２直進溝１０２Ｂと第２カム溝部１０３Ｂの間のガタつきを除去する。

また、弾性部材１１４がレンズ保持枠１０８に加える弾性力は、カラー１１２と後述する面１０７Ａ−１との間（弾性部材１１４が引っ張りばねであればカラー１１２と後述する面１０７Ａ−２との間）に作用する。これにより、レンズ保持枠１０７に対するレンズ保持枠１０８の位置が決定されるので、弾性部材１１４は光学レンズＬ３とＬ４の間の間隔調整、向き合い（傾き）調整、偏芯調整の少なくとも一つの機能の実現に寄与する。

本実施形態では、弾性部材１１４は、第１のレンズユニットと第２のレンズユニットとの間に設けられているが、第１のレンズユニットと、レンズ鏡筒内でマウントなどと一体的に固定された固定枠（バネ保持部材）との間に設けられていてもよい。この場合、固定枠は、第２のレンズユニットと異なり、ズーミング動作時に光軸方向へ移動せず、また、レンズも保持しない。

次に、レンズ保持枠１０７と１０８との間の間隔調整と偏芯調整について説明する。

図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、カラー１１２の上面図、側面図、側面図、底面図、図５（ｅ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図、図５（ｆ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

カラー１１２は、第１円筒部１１２Ａ、第２円筒部１１２Ｂ、第３円筒部１１２Ｃから構成されている。図５（ｅ）に示すように、第１円筒部１１２Ａ、第３円筒部１１２Ｃは、中心軸Ｈ１を中心とする同心円筒であり、第２円筒部１１２Ｂは中心軸Ｈ２を中心とした円筒である。中心軸Ｈ１，Ｈ２はＸだけ偏芯している。

なお、カラー１１２は、本実施形態の形状に限定されない。例えば、（カムフォロワー１１１、１１３と同様に）偏心していない円筒部から構成されても間隔調整と傾き調整を実現することができる。直方体形状として構成されてもよい。

図６（ａ）はレンズ保持枠１０７の斜視図、図６（ｂ）はレンズ保持枠１０８の斜視図である。図６（ｃ）はレンズ保持枠１０７のカラー挿入部１０７ａの拡大斜視図である。

レンズ保持枠１０８の座面１０８Ａに、カラー１１２が支持され、ネジ１１２ａによって固定される。また、レンズ保持枠１０７のカラー挿入部１０７ａは、光軸と直交する一対の面１０７Ａ−１、１０７Ａ−２と光軸と平行な２つの壁面１０７Ｂから構成されている。面１０７Ａ−１、１０７Ａ−２と２つの壁面１０７Ｂはレンズ鏡筒中心からの高さ位置が異なっており、カラー１１２との接触高さが異なる。面１０７Ａ−１、１０７Ａ−２の方が壁面１０７Ｂよりも外側にある。

図７、図８は、第４のレンズ鏡筒１０８にカラー１１２が固定された状態の断面図であり、図７は光軸を含む面で切った拡大断面図、図８は光軸に直交する断面図である。

図７、図８に示すように、レンズ保持枠１０７の一対の面１０７Ａ−１、１０７Ａ−２の間にカラー１１２の第１円筒部１１２Ａが位置し、２つの壁面１０７Ｂと第２円筒部１１２Ｂが接触する。レンズ保持枠１０７の面１０７Ａ−１から対向面１０７Ａ−２までの距離Ｙは、カラー１１２の第１円筒部１１２Ａの外径よりも大きく設定され、クリアランスＷが存在する。即ち、このクリアランスＷは選択されるカラー１１２の形状によってはゼロになる。即ち、各カラー１１２は一対の面１０７Ａ−１、１０７Ａ−２の一方の面１０７Ａ−１に弾性部材１１４によって付勢され、他方の面１０７Ａ−２とは接触または離間している。一方、２つの壁面１０７Ｂの距離は第２円筒部１１２Ｂの外径と略同寸法となっている。このように、レンズ保持枠１０８はレンズ保持枠１０７に支持されている。

次に、レンズ保持枠１０８に保持された光学レンズＬ４の光軸とレンズ保持枠１０７に保持された光学レンズＬ３の光軸調整について説明する。

レンズ保持枠１０８の座面１０８Ａにカラー１１２の第３円筒部１１２Ｃが係合し、カラー１１２の第２円筒部１１２Ｂと第３円筒部１１２Ｃの中心軸は偏芯している。ネジ１１２ａの中心軸は第１円筒部１１２Ａと第３円筒部１１２Ｃの中心軸Ｈ１にほぼ一致している。このため、カラー１１２の組み付け時の回転位相を変化させるとネジ１１２ａによって第２円筒部１１２Ｂの壁面１０７Ｂとの接触位置が変わる。カラー１１２を中心軸Ｈ１の周りで回転させて組み込み状態を変化させることによって、カラー１１２により支持されたレンズ保持枠１０８のレンズ保持枠１０７に対する光軸に直交する平面内での位置が変わる。

カラー１１２は、図８に示すように、３箇所位相を違えて配置されており、このうち任意の１箇所或いは２箇所の組み込み状態（回転位相）を変化させて所望の調整を行う。この結果、レンズ保持枠１０８に保持された光学レンズＬ４の光軸とレンズ保持枠１０７に保持された光学レンズＬ３の偏芯調整が可能となる。なお、カラー１１２の数は複数であれば足り、３つに限定されないものの、３つが好ましい。

レンズ保持枠１０８と１０７との結合ユニットをレンズ保持枠１０５に組み付ける。レンズ保持枠１０７には、レンズ保持枠１０７をレンズ保持枠１０５に固定するネジ１１０が挿入される接続穴１０７Ｃが設けられており、ネジ１１０と接続穴１０７Ｃを介してレンズ鏡筒１０５に固定する。

次に、レンズ保持枠１０６、レンズ保持枠１０７、レンズ保持枠１０８を支持したレンズ保持枠１０５を、カムフォロワー１１１を介して案内筒１０２、カム筒１０３に取り付ける。

次に、レンズ保持枠１０９を、カムフォロワー１１３を介して案内筒１０２、カム筒１０３に取り付ける。この際、レンズ保持枠１０８とレンズ保持枠１０９の間に弾性部材１１４を挿入した状態で、レンズ保持枠１０９を組み込む。弾性部材１１４は、レンズ保持枠１０８と１０９の間に弾性力を加える役割を果たす。

弾性部材１１４がレンズ保持枠１０８に加える弾性力は、光軸方向にレンズ保持枠１０５のカムフォロワー１１１を第１直進溝部１０２Ａと第１カム溝部１０３Ａに押し付ける力となる。また、弾性部材１１４がレンズ保持枠１０９に加える弾性力は、光軸方向にカムフォロワー１１３を第１直進溝部１０２Ｂと第１カム溝部１０３Ｂに押し付ける力となる。これにより、カムフォロワー１１１、１１３を上記溝部において片寄してガタを採ることができ、案内筒１０２、カム筒１０３にレンズ保持枠１０５、レンズ保持枠１０９を安定的に保持することができる。

また、弾性部材１１４によって、レンズ保持枠１０８はレンズ保持枠１０７に近づくように付勢される。従って、カラー１１２の第１円筒部１１２Ａがレンズ保持枠１０７の一方の面１０７Ａ−１に付勢された（押し付けられた）状態となる。これによって、レンズ保持枠１０７に保持された光学レンズＬ３とレンズ保持枠１０８に保持された光学レンズＬ４の間隔が規定される。

カラー１１２の第１円筒部１１２Ａの径を大きくすれば、図７において、レンズ保持枠１０８はレンズ保持枠１０７に対して右側に移動するから、光学レンズＬ３とＬ４の間隔は広がり、逆にカラー１１２の第１円筒部１１２Ａの径を大きくすれば間隔が狭まる。

カラー１１２は（等間隔に）位相を違えて３つあり、３箇所とも第１円筒部１１２Ａの寸法を同一にとれば、光学レンズＬ３とＬ４が平行状態を保ったままで調整できる。また、１箇所或いは２箇所のみ第１円筒部１１２Ａの径を規定寸法に対して変化させると光学レンズＬ３とＬ４の間隔が変わると同時に、光学レンズＬ３とＬ４の向き合い（傾き）調整を行える。

本実施形態によれば、複数のカラー１１２の形状を変更して各カラー１１２とカラー挿入部１０７ａの光軸方向または光軸に直交する方向の接触状態を変更させることによって光学レンズＬ３とＬ４の間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は本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。

本発明のレンズ鏡筒は、一眼レフカメラに適用することができる。

Ｌ３…光学レンズ（第１のレンズ）、Ｌ４…光学レンズ（第２のレンズ）、１０２…直進筒（第１の筒）、１０２Ａ…第１直進溝（第１の溝部）、１０２Ｂ…第２直進溝（第１の溝部）、１０３…カム筒（第２の筒）、１０３Ａ…第１カム溝部（第２の溝部）、１０３Ｂ…第２カム溝部（第２の溝部）、１０７…レンズ保持枠（第１のレンズ保持部材）、１０７ａ…カラー挿入部、１０７Ａ−１、１０７Ａ−２…一対の面、１０８…レンズ保持枠（第２のレンズ保持部材）、１１１…カムフォロワー（第１のカムフォロワー）、１１２…カラー、１１４…弾性部材

Claims (8)

1. 第１のレンズと第２のレンズを有する第１のレンズ群と、
   第１の溝部を有する第１の筒と、
   第２の溝部を有し、前記第１のレンズ群の光軸周りに前記第１の筒に対して回転可能に構成された第２の筒と、
   前記第１のレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、前記第２のレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、前記第１の溝部および前記第２の溝部に挿入された第１のカムフォロワーと、を有する第１のレンズユニットと、
   前記第２のレンズ保持部材に光軸方向に弾性力を加える弾性部材と、
   前記光軸周りに所定の間隔で前記第２のレンズ保持部材に固定された複数のカラーと、を有し、
   前記第２の筒が前記第１の筒に対して回転して前記第１のカムフォロワーが前記第１の溝部及び前記第２の溝部に追従して移動することで、前記第１のレンズユニットが前記光軸方向に移動し、
   前記第１のレンズ保持部材は前記複数のカラーが挿入される複数のカラー挿入部を有し、前記複数のカラー挿入部は前記光軸に直交する方向に面が形成された第１の面と、前記光軸方向に面が形成された一対の第２の面を有し、前記複数のカラーは、前記弾性部材によって前記第１の面に向けて付勢され、
   前記複数のカラーと前記複数のカラー挿入部の接触状態が変更されることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整可能であることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第１の溝部および前記第２の溝部に挿入された第２のカムフォロワーと、
   前記第１のレンズ群とは異なる第２のレンズ群を保持する第２のレンズユニットと、を更に有し、
   前記弾性部材は、前記第２のレンズユニットと前記第２のレンズ保持部材との間に配置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。
3. 前記レンズ鏡筒に固定されている固定枠を更に有し、
   前記弾性部材は、前記固定枠と前記第２のレンズ保持部材との間に配置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。
4. 前記複数のカラーは、第１円筒部と第２円筒部と第３円筒部を有し、
   前記第１円筒部と第２円筒部は中心軸がずれており、第１円筒部と第３円筒部の中心軸は一致し、
   前記第２のレンズ保持部材には前記第３円筒部が固定され、
   前記カラー挿入部は、前記第２円筒部と接触する前記光軸に平行な一対の面を有し、
   前記複数のカラーの第１円筒部の径が変更されることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの間隔又は傾きの少なくとも一方を調整し、
   前記複数のカラーが前記第１円筒部と前記第３円筒部の中心軸の回りに回転されることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの偏芯を調整する、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記複数のカラーの前記第１円筒部の径を異ならせることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの傾きを調整することを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 第１のレンズと、
   第２のレンズと、
   前記第１のレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、
   前記第２のレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、
   前記第２のレンズ保持部材に光軸方向に弾性力を加える弾性部材と、
   前記第２のレンズの光軸の周りに所定の間隔で前記第２のレンズ保持部材に固定された複数のカラーと、を有し、
   前記第１のレンズ保持部材は前記複数のカラーが挿入される複数のカラー挿入部を有し、前記複数のカラー挿入部は前記光軸に直交する方向に面が形成された第１の面と、前記光軸の方向に面が形成された一対の第２の面を有し、
   前記複数のカラーは、前記弾性部材によって前記第１の面に向けて付勢されており、
   前記複数のカラーと前記複数のカラー挿入部の接触状態が変更されることによって、前記第１のレンズと前記第２のレンズの間の間隔、傾き、偏芯の少なくとも一つを調整可能であることを特徴とするレンズ鏡筒。
7. 前記レンズ鏡筒は、カメラ本体に着脱可能に装着される、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備える、
   ことを特徴とする光学機器。