JP6166543B2 - Lens apparatus and imaging apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、光学素子を光軸方向に移動させることにより合焦または変倍を行うレンズ装置に関し、特に、レンズ装置外周部に備えられた操作部材の回転運動を光学素子の光軸方向への移動に変換する機構を有するレンズ装置およびそれを有する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a lens apparatus that performs focusing or zooming by moving an optical element in the optical axis direction, and in particular, the rotational movement of an operation member provided on the outer periphery of the lens apparatus in the optical axis direction of the optical element. The present invention relates to a lens apparatus having a mechanism for converting movement and an imaging apparatus having the lens apparatus.
従来より、光学素子を保持したレンズ保持鏡筒を光軸方向に移動する手段として、レンズ装置外周部に備えられた操作部材の回転に連動して回転するカムを用いたレンズ装置が知られている。 Conventionally, as a means for moving a lens holding barrel holding an optical element in an optical axis direction, a lens device using a cam that rotates in conjunction with rotation of an operation member provided on an outer peripheral portion of the lens device is known. Yes.
例えば特許文献1では、レンズ保持鏡筒の外周部に固定した3つのカムフォロワが固定筒に設けた3本の直進案内溝とカム環に設けた3本のカム溝に係合し、カム環が固定筒の外側で回転してレンズ保持鏡筒を光軸方向に移動するレンズ装置が開示されている。
For example, in
一方、映画撮影用レンズのように、合焦または変倍を行う際に操作する操作部材の回転角が約半周以上必要となるようなレンズ装置では、カム環に3本のカム溝を設けることが難しいため、2本または1本のカム溝によってレンズ保持鏡筒を移動させるものもある。このようなレンズ装置ではレンズ保持鏡筒の姿勢を安定に支持する構造として、特許文献2のように3本の直進案内溝に対して各複数個ずつのカムフォロワでレンズ支持鏡筒を支持する構造が一般的に用いられている。
On the other hand, in a lens device that requires a rotation angle of an operating member that is operated when performing focusing or zooming, such as a movie shooting lens, to provide a cam ring with three cam grooves. In some cases, the lens holding barrel is moved by two or one cam groove. In such a lens apparatus, as a structure that stably supports the posture of the lens holding barrel, a structure in which a plurality of cam followers are used to support the lens supporting barrel with respect to the three rectilinear guide grooves as in
しかしながら、上述のような従来技術によるレンズ装置では、光軸方向に衝撃がかかった際に直進案内溝に負荷がかかることはないため、カム溝およびカムフォロワで全荷重を受けることになる。このため、レンズ保持鏡筒が保持するレンズが大口径である場合のように、移動群の質量が重いレンズ装置では、レンズの光軸方向位置を既定するカム溝への打痕やカムフォロワの損傷が生じやすいという問題があった。 However, in the lens device according to the related art as described above, no load is applied to the linear guide groove when an impact is applied in the optical axis direction, so that the full load is received by the cam groove and the cam follower. For this reason, in a lens device with a large moving group mass, such as when the lens held by the lens holding lens barrel has a large diameter, the dent in the cam groove that defines the position of the lens in the optical axis direction or damage to the cam follower There was a problem that was likely to occur.
そこで、本発明の目的は、合焦または変倍のために約半周以上の操作回転角を有しながら、光軸方向の衝撃に対する耐衝撃性に優れたレンズ装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens device having excellent impact resistance against impact in the optical axis direction while having an operation rotation angle of about half a circle or more for focusing or zooming.
上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、複数の螺旋溝を有する固定筒と、前記固定筒の内側に配置され、前記複数の螺旋溝のそれぞれに係合する複数の第1のカムフォロワを有する移動筒と、前記固定筒の外周側に配置されており、回動可能なリング部と、前記リング部と摺動可能に係合されており、前記移動筒に固定された光軸方向位置決め部材と、を備え、前記リング部の回動位置によって前記移動筒の光軸方向の位置が決められる、ことを特徴とする。 To achieve the above object, a lens device of the present invention includes a fixed cylinder having a helical groove of multiple, is disposed inside the fixed cylinder, a plurality of first engaging each of said plurality of helical grooves a movable barrel having a cam follower, said are disposed on the outer peripheral side of the fixed cylinder, a rotatable ring portion, wherein are engaged ring portion slidably engaged, the light which is fixed to the moving cylinder with the axial direction positioning member, the position of the optical axis direction of the movable cylinder by the rotation position of the ring portion is determined, characterized in that.
本発明によれば、合焦または変倍のために約半周以上の操作回転角を有しながら、光軸方向の衝撃に対する耐衝撃性に優れたレンズ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens device having excellent impact resistance against an impact in the optical axis direction while having an operation rotation angle of about a half turn or more for focusing or zooming.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図1〜4に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 In the following, preferred embodiments of the present invention will be described in detail based on the examples shown in FIGS.
図1は本発明の実施例1のレンズ装置1の全体断面図である。図中左側が物体側、右側が像面側である。本発明のレンズ装置1は、変倍光学系である光学素子2を含み、図中の左右方向にあたる光軸方向に移動することにより、レンズの焦点距離を連続的に変更することができる。光学素子2は移動筒3により保持され、移動筒3は固定筒4に対して摺動可能に固定筒4の内周側で支持されている。ズーム操作リング6の回転によって、カム環5によって規制される回転角度と光軸方向における位置に、移動筒3は移動する。
FIG. 1 is an overall sectional view of a
図2は、本発明のレンズ装置1の第1の実施例の、図1中の破線で囲んだ部分の要部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part of the first embodiment of the
移動筒3の外周部には複数のカムフォロワ取り付け部が備えられ、本実施例においては内径部で光学素子2を直接保持している。固定筒4は変倍操作時に移動しない部材であり、本レンズ装置1が装着される不図示の撮像装置との連結部に接続されている。固定筒4には3本の螺旋溝4aが円周方向に略等間隔に設けられている。この螺旋溝4aは溝上の任意の区間における光軸方向の長さと円周方向の長さの割合が一定であり、展開図においては直線で表される溝である。各螺旋溝4aにはそれぞれ2つのガイド用カムフォロワ7(第1のカムフォロワ)が係合し、固定筒4の内側に位置する移動筒3の外周部に固定されている。なお、図2の断面は螺旋溝に沿った3次元曲面を断面として示したものであるため、カム溝用カムフォロア8(第2のカムフォロワ)と2つのガイド用カムフォロア7と、及び、螺旋溝4aがその全長に渡り、同一紙面上に記載されている。
A plurality of cam follower mounting portions are provided on the outer peripheral portion of the
上記構成により、光学素子2を保持した移動筒3は、固定筒4に対して光軸に直交する軸方向の平行偏心と光軸に直交する軸周りの倒れが規制され、安定的に支持されている。
With the above configuration, the
カム環5およびズーム操作リング6(リング部)は固定筒4の外周側と嵌合しており、光軸周りに回動可能となっている。カム環5とズーム操作リング6は連結ピン10によって接続されているため、ズーム操作時にはカム環5とズーム操作リング6は一体となって回転する。
The
カム環5には1本のカム溝5aが180度の角度範囲で設けられており、光軸方向位置決め部材であるカム溝用カムフォロワ8が係合する。このカム溝用カムフォロワ8は前記螺旋溝4aの1つを挿通し移動筒3の外周部に固定されている。リング部は移動筒に固定された光軸方向位置決め部材と摺動可能に係合し、リング部の回動位置によって移動筒の光軸方向の位置が決められる。
One
このように構成された本実施例のレンズ装置のズーム操作に伴う作動について以下に説明する。 An operation associated with the zoom operation of the thus configured lens apparatus of the present embodiment will be described below.
ズーム操作を行う際にはズーム操作リング6を光軸まわりに回動させる。カム環5はズーム操作リング6と一体となって回動するため、カム溝用カムフォロワ8は挿通する螺旋溝4aの中心線とカム溝5aの中心線が交わる交点の位置に移動する。この結果、光学素子2を保持する移動筒3は螺旋溝4aに沿って光軸周りに回転しながら光軸方向へ移動し、レンズの焦点距離が変更される。すなわち、ズーム操作リング6の回動位置によって、移動筒3の光軸方向における位置が一意に決められる。
When performing the zoom operation, the zoom operation ring 6 is rotated around the optical axis. Since the
次に、本実施例のレンズ装置の耐衝撃性について以下に説明する。
図3は固定筒4とカム環5の溝部展開図を重ね合わせた説明図である。なお、図中の上下方向は光軸に平行な方向を表している。
Next, the impact resistance of the lens apparatus of the present embodiment will be described below.
FIG. 3 is an explanatory view in which the developed views of the groove portions of the fixed
レンズ装置1の被写体側の先端を下に向けてレンズ装置を落下させ、レンズ鏡筒が何かに最初に衝突して図中下方への移動が止まった場合、移動群9には図3の図中下方(A方向)への慣性力が働き光軸方向の位置を規制している部材に衝撃力がかかる。このとき、移動群9の光軸方向の位置を規制している部材は螺旋溝4aとガイド用カムフォロワ7とカム溝5aとカム溝用カムフォロワ8である。したがって、螺旋溝4aとガイド用カムフォロワ7の接触面と、カム溝5aとカム溝用カムフォロワ8の接触面に、それぞれ接触面と垂直な方向の衝撃力およびその反力が図3に矢印で示すように作用する。本実施例においては螺旋溝4aが円周上に3本設けられ、各螺旋溝4aにつき2つのガイド用カムフォロワ7が係合しているため、要部全体では合計7箇所の接触面で衝撃力を受けている。
When the lens apparatus is dropped with the tip of the
ここで、仮にレンズ装置の構造が従来技術のように直進案内溝とカム溝の組み合わせであった場合、直進案内溝とガイド用カムフォロワは移動群の光軸方向の位置を規制しない。このため、光軸方向の衝撃はカム溝とカム溝用カムフォロワの接触面1箇所のみで受けることとなる。 Here, if the structure of the lens device is a combination of a straight guide groove and a cam groove as in the prior art, the straight guide groove and the guide cam follower do not regulate the position of the moving group in the optical axis direction. For this reason, the impact in the optical axis direction is received at only one contact surface between the cam groove and the cam groove cam follower.
このような従来技術と比べると、本実施例のレンズ構造は光軸方向に衝撃がかかった際の衝撃力を7箇所に分散することができるため耐衝撃性に優れており、光軸方向に移動する光学要素にとって重要な光軸方向位置を決める部品の損傷を防ぐことができる。 Compared with such a prior art, the lens structure of the present embodiment is superior in impact resistance because it can disperse the impact force in the case of an impact in the optical axis direction in seven places, and in the optical axis direction. It is possible to prevent damage to components that determine the position in the optical axis direction which is important for the moving optical element.
また、本実施例のレンズ装置は被写体側の先端を下側に向けた際、移動群9の質量も前述の7箇所に分散されるためカム溝5aにかかる負荷が小さい。このため、移動群9の自重によりズーム操作リング6が勝手に回転してしまう現象を、従来技術のレンズ装置よりも抑制することができる。
Further, in the lens apparatus of the present embodiment, when the tip on the subject side is directed downward, the mass of the moving group 9 is also dispersed in the above-mentioned seven places, so that the load on the
なお、上述の実施例では、カム溝用カムフォロワ8が挿通する螺旋溝4aにガイド用カムフォロワ7が係合しているが、カム溝用カムフォロワ8が挿通する螺旋溝とガイド用カムフォロワ7が係合する螺旋溝を分けて、両者を別位相に設けてもよい。
また、カム溝5aはカム環5の円周上に2本設けることも可能である。
さらに、レンズ装置の操作回転角を広くとる必要が無い場合には、カム環5にカム溝5aを3本等間隔に配置する構成としてもよい。
In the above embodiment, the
Two
Further, when it is not necessary to make the operation rotation angle of the lens device wide, a configuration in which three
図4は本発明が適用されるレンズ装置の第2の実施形態における、要部側面断面図である。以下、実施例1と構成が異なる点について説明する。 FIG. 4 is a side sectional view of an essential part in a second embodiment of a lens apparatus to which the present invention is applied. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.
光学素子22はレンズ装置21の合焦光学系であり、図中の左右方向にあたる光軸方向に移動することにより、レンズのピントを変更することができる。
The
移動筒23の外周部には複数のカムフォロワ取り付け部が備えられており、光学素子22を保持するフォーカス鏡筒20が内径側に固定されている。
A plurality of cam follower mounting portions are provided on the outer peripheral portion of the
固定筒24には3本の螺旋溝24aが円周方向に略等間隔に設けられている。各螺旋溝24aにはそれぞれ段付きカムフォロワ28とガイド用カムフォロワ27(第1のカムフォロワ)が係合し、移動筒23の外周部に固定されている。なお、図4の断面は螺旋溝に沿った3次元曲面を断面として示したものであるため、ガイド用カムフォロア27と段付きカムフォロア28、及び、螺旋溝24aがその全長に渡り、同一紙面上に記載されている。
The fixed
上記構成により、光学素子22を保持した移動筒23は、固定筒24に対して光軸に直交する軸方向の平行偏心と光軸に直交する軸周りの倒れが規制され、安定的に支持されている。
With the above-described configuration, the
段付きカムフォロワ28は係合径のことなる2つの係合部を備えており、径の小さな下段の係合部は前記螺旋溝24aと係合している。一方、径の大きな上段の係合部は、光軸方向位置決め部材である雄ヘリコイド25に設けられた3つの係合穴25aと係合している。雄ヘリコイド25は外周部に雄ネジ部25bを備え、固定筒24の外周に嵌合する雌ヘリコイド26(リング部)の雌ネジ部26bと螺合している。
The stepped
このように構成された本実施例のレンズ装置のフォーカス操作に伴う作動について以下に説明する。 An operation associated with the focus operation of the thus configured lens apparatus of the present embodiment will be described below.
フォーカス操作を行う際にはレンズ装置21の最外周部の雌ヘリコイド26を光軸まわりに回動させる。雄ヘリコイド25を含むフォーカス移動群29は段付きカムフォロワ28およびガイド用カムフォロワ27により可動方向が螺旋溝24aに沿った方向のみに制限されているため、雄ヘリコイド25と雌ヘリコイド26の相対的な回転が発生する。この結果、ネジ部のリードに沿って移動群29が光軸方向に移動し、レンズのピントが変更される。本構成では、フォーカス操作の回転角を半周以上とすることが可能である。
When performing the focusing operation, the
次に、本実施例のレンズ装置の耐衝撃性について以下に説明する。
仮に移動群のガイドが螺旋溝ではなく直進案内溝であった場合、レンズ装置の被写体側の先端を下に向けて落下させると、段付きカムフォロワが衝撃力を集中して受けることとなる。これに対して本実施例の構造では螺旋溝24aとガイド用カムフォロワ27との接触面、および螺旋溝24aと段付きカムフォロワ28との接触面が光軸方向の位置を規制する構成となるため、これらの接触面で衝撃力が分散され、段付きカムフォロワに衝撃力が集中することを回避できる。
Next, the impact resistance of the lens apparatus of the present embodiment will be described below.
If the guide of the moving group is not a spiral groove but a rectilinear guide groove, the stepped cam follower receives the impact force in a concentrated manner when the object-side tip of the lens device is dropped downward. In contrast, in the structure of this embodiment, the contact surface between the
上記のように、本実施例のレンズ装置は光軸方向にかかる衝撃力を多数の部品に分散可能なため耐衝撃性に優れており、部品の損傷を防ぐことができる。 As described above, the lens device according to the present embodiment is excellent in impact resistance because the impact force applied in the optical axis direction can be distributed to a large number of components, and damage to the components can be prevented.
なお、本実施例では、螺旋溝24aに摺動可能に係合するカムフォロアと、雄ヘリコイド25の係合穴25aに嵌合し雄ヘリコイド25を移動筒23に対し固定する部材を、一体で構成している。このため、部品点数を少なくでき、装置の構成を簡素化することができている。実施例1のタイプのガイド用カムフォロワ7とカム溝用カムフォロワ8を一体に構成することによっても、同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the cam follower that slidably engages with the
また、本発明のレンズ装置と、該レンズ装置による被写体像を受光する撮像素子とを含むことによって、本発明のレンズ装置の効果である衝撃を受けても位置決め移動機構が損傷を受けにくく、光学素子の位置決め精度(光学的性能)の低下を防止できる撮像装置を実現することができる。 In addition, by including the lens device of the present invention and an image sensor that receives a subject image by the lens device, the positioning and moving mechanism is not easily damaged even when subjected to an impact that is an effect of the lens device of the present invention. It is possible to realize an imaging apparatus capable of preventing a decrease in element positioning accuracy (optical performance).
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。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
2、22 ・・・光学素子
3、23 ・・・移動筒
4、24 ・・・固定筒
4a、24a ・・・螺旋溝
6 ・・・ズーム操作リング(リング部)
7、27 ・・・ガイド用カムフォロワ(第1のカムフォロワ)
8 ・・・カム溝用カムフォロワ(光軸方向位置決め部材)
25 ・・・雄ヘリコイド(光軸方向位置決め部材)
26 ・・・雌ヘリコイド(リング部)
2, 22 ...
7, 27 ・ ・ ・ Cam follower for guide (first cam follower)
8 ... Cam follower for cam groove (optical axis direction positioning member)
25 ・ ・ ・ Male helicoid (optical axis direction positioning member)
26 ... Female helicoid (ring part)
Claims (5)
前記固定筒の内側に配置され、前記複数の螺旋溝のそれぞれに係合する複数の第1のカムフォロワを有する移動筒と、
前記固定筒の外周側に配置されており、回動可能なリング部と、
前記リング部と摺動可能に係合されており、前記移動筒に固定された光軸方向位置決め部材と、
を備え、
前記リング部の回動位置によって前記移動筒の光軸方向の位置が決められる、
ことを特徴とするレンズ装置。 A fixed cylinder having multiple helical grooves,
A movable barrel with the disposed inside the fixed cylinder, a plurality of first cam follower engaging with each of said plurality of helical grooves,
Arranged on the outer peripheral side of the fixed cylinder, and a rotatable ring portion ;
An optical axis direction positioning member that is slidably engaged with the ring portion and is fixed to the movable cylinder;
With
Position in the optical axis direction of the moving cylinder is determined by the rotational position of the ring portion,
A lens device.
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