JP6293510B2

JP6293510B2 - ズームレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP6293510B2
Application number: JP2014023323A
Authority: JP
Inventors: 繁奥山
Original assignee: Ricoh Industrial Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Industrial Solutions Inc
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2034-02-10
Also published as: JP2015152616A

Description

本発明は、カメラやプロジェクタ等の光学機器に用いられ、複数のレンズ群の光軸方向の間隔を変更してズーミングを行うズームレンズ鏡筒に関する。

この種のズームレンズ鏡筒では、螺旋状（曲線状）のカム溝を有するカム筒を光軸回りに回転させることにより、直進筒内に収容されてカムフォロア等を介してカム筒に係合された複数のレンズ群の光軸方向の間隔を変更してズーミングを行う構成となっている。
例えば、ＷＩＤＥ（広角）の状態からＴＥＬＥ（望遠）の状態に変更するときは、一部のレンズ群を除く残りのレンズ群がそれぞれの規定量光軸方向に移動する。
これらのレンズ群の移動量は、カム筒に各レンズ群に対応して形成された螺旋状のカム溝の形状（傾きや長さ）によって規定されている。

１つのカム筒に全てのレンズ群の移動量を規定するカム溝を形成する方式では、図８に示すように、移動量を大きくするには各カム溝１０２の角度θを鋭角として光軸方向の長さ（移動距離）ｍを長くする必要があるため、カム筒１００の長さＬも長くならざるを得ない。
図８では、同じ形状の各カム溝１０２を示しているが、各レンズ群の移動距離に対応してカム溝１０２の形状も変化する。
カム筒の長さ（胴長）が大きくなると、通常の加工機で取り扱えるサイズを超え、加工コストの増大につながる。
また、カム溝の角度θが鋭角であるとカム筒の回転トルクも大きくなり、長さが長いとレンズ群の移動量の精度も必然的に低下する。

この問題を解消すべく、カム筒を多重構造としてレンズ群の移動を分担させる方式も知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１では、最も外側のカム筒をモータとギヤを介して回転させることにより、その内側に設けられた、レンズ群を収容したカム筒を回転させながら前進させ、その回転によってさらにその内側に設けられた、レンズ群を収容したカム筒を前進させる構成となっている。
すなわち、レンズ群を保持した複数のカム筒を移動させることにより、複数のレンズ群の光軸方向の間隔を変更するものであり、各カム筒内でのレンズ群の位置は変化しない方式となっている。

上記従来技術では、各カム筒間の移動によって複数のレンズ群の光軸方向の間隔を変更しているため、レンズ群の直接的な移動の観点からは、レンズ群間の距離精度が低下する懸念がある。
すなわち、レンズ群間の直接的な移動ではなくカム筒を介した間隔の変更であるため、カム筒の数が多ければ多い程誤差が積み上げられることとなる。
また、レンズ群を保持したカム筒を移動させる構成では、移動させるレンズ群に対応したカム筒が必要であり、構成が複雑になることを避けられない。

本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、比較的簡易な構成でレンズ群間の距離精度を得ることができるズームレンズ鏡筒の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ鏡筒は、光軸回りに回転可能な第１のカム筒と、１つ以上のレンズ群を収容し、該レンズ群を光軸方向に移動させるためのものであり、第１のカム筒の内側に位置固定された第１の直進筒と、第１の直進筒の内側に光軸回りに回転可能に設けられた第２のカム筒と、１つ以上のレンズ群を収容し、該レンズ群を光軸方向に移動させるためのものであり、第２のカム筒の内側に位置固定された第２の直進筒と、を備え、第１の直進筒には前記レンズ群を回転しながら光軸方向に移動させるための曲線溝が形成され、第１の直進筒に収容された移動するレンズ群と、第２のカム筒とが同期回転可能に連結されており、第２のカム筒と第２の直進筒とが光軸方向に位置ずれしないように連結され、第１のカム筒を回転させたとき、第１の直進筒に収容された移動するレンズ群と、第２のカム筒とが同期回転しながら光軸方向に移動するとともに、これに同期して第２の直進筒が光軸方向の同一方向に移動するように構成され、且つ、第２のカム筒の回転に伴って第２の直進筒に収容されたレンズ群が第２の直進筒内で光軸方向に移動するように構成されており、鏡筒の全長が変化しない。

かかる構成の下、第１の直進筒に収容されたレンズ群の移動に伴って第２の直進筒が移動するので、第２の直進筒に収容されたレンズ群は、第１の直進筒に収容されたレンズ群が移動した時点でその移動量を加味され、その上で、第２のカム筒の回転によりそれぞれの規定量を移動する。
第１の直進筒に収容されたレンズ群の移動に第２の直進筒に収容されたレンズ群の移動が直結しているので、第２の直進筒に収容されたレンズ群には第１の直進筒に収容されたレンズ群の移動量が均等に配分される。

本発明によれば、比較的簡易な構成でレンズ群間の距離精度を得ることができるズームレンズ鏡筒を実現できる。

本発明の一実施形態に係るズームレンズ鏡筒の概要側面図である。レンズ群が広角位置にある状態の縦断面図である。第１のカム筒の概要断面図である。第１のライナーの概要側面図である。第２のカム筒の概要側面図である。第２のライナーの概要断面図である。レンズ群が望遠位置にある状態の縦断面図である。従来のカム形状を示す概要側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るズームレンズ鏡筒２を示す側面図で、図２はそのＴＥＬＥ状態での概要縦断面図である。
ズームレンズ鏡筒２は、カメラ等の光学機器の筐体４に装着されている。
ズームレンズ鏡筒２は、筐体４に固定された固定筒６と、固定筒６の物体側に回転可能に配置された操作用カムとしての第１のカム筒８と、最も物体側に位置する先端筒１０等を有している。

第１のカム筒８は光軸方向の移動を規制された状態で光軸回りに回転可能となっている。
図２に示すように、ズームレンズ鏡筒２内には、物体側から像面側に向かって順に、第１レンズ群１Ｇ、第２レンズ群２Ｇ、第３レンズ群３Ｇ、第４レンズ群４Ｇ、第５レンズ群５Ｇ、第６レンズ群６Ｇ、第７レンズ群７Ｇが収容されている。
ここでは、各レンズ群を指す引き出し線は、便宜上、レンズそのものを指定せずにレンズ群を一体に保持する保持枠を指している。
第７レンズ群７Ｇは、固定筒６の像面側端部に位置固定されている。

第１のカム筒８の内側には、位置固定された第１の直進筒としての第１のライナー１２が配置されている。ここで、「直進筒」とは、レンズ群を光軸方向に直線溝で案内しながら移動させる構成を有している筒を意味する。
第１のライナー１２の内側には、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇを規定量光軸方向に移動させるための第２のカム筒１４が配置されている。
第２のカム筒１４は物体側端部をもって第２レンズ群２Ｇの保持枠に一体に固定されている。すなわち、同期回転可能に連結されている。
第２のカム筒１４の内側には、第２の直進筒としての第２のライナー１６が配置されている。
分かりやすくするために、第２レンズ群２Ｇの保持枠と、第２のカム筒１４とはハッチングで表示して他と区別している。

図１において、符号１９は、第１のライナー１２に対する第１のカム筒８の光軸方向の位置ずれを規制しつつ第１のカム筒８の光軸回りの回転を許容する直線溝を示している。
符号２１は、第１のライナー１２に対する第１のカム筒８の光軸回りの回転を所定位置で規制するストッパ（固定ネジ）を示している。

図２乃至図６に基づいて、第１のカム筒８、第１のライナー１２、第２のカム筒１４及び第２のライナー１６の各構成について詳細に説明する。
図３に示すように、第１のカム筒８には、第１レンズ群１Ｇを光軸方向に移動させるための曲線溝（螺旋状溝）としてのカム溝１８が形成されている。
図２に示す第１レンズ群１Ｇの保持枠には図示しないカムフォロア（カム溝を移動するローラ）が取り付けられており、該カムフォロアは第１のライナー１２に形成された直線溝１５（図７参照）を貫通してカム溝１８に係合している。
図４に示すように、第１のライナー１２には、第１レンズ群１Ｇの保持枠が係合する直線溝２０が形成されている。
第１のカム筒８が回転すると、第１レンズ群１Ｇはカム溝１８による規定量分、光軸方向の図中左側に移動する。

図２に示すように、第２レンズ群２Ｇの保持枠にはカムフォロア２２が取り付けられている。図３に示すように、第１のカム筒８には直線溝２４が形成されているとともに、第２レンズ群２Ｇの保持枠が係合する直線溝２６が形成されている。
図４に示すように、第１のライナー１２には、第２レンズ群２Ｇを回転させながら光軸方向に移動させるための曲線溝としてのカム溝２８が形成されている。
図２に示すように、カムフォロア２２はカム溝２８を貫通して直線溝２４に係合している。
したがって、第１のカム筒８が回転すると、第２レンズ群２Ｇは、カム溝２８の案内作用で回転しながら光軸方向に移動する。
上記のように第２のカム筒１４は第２レンズ群２Ｇの保持枠に一体に固定されているので、第２のカム筒１４も第２レンズ群２Ｇと同期回転しながら同じ量、光軸方向に移動する。

図２に示すように、第２のライナー１６にはカムフォロア３０が取り付けられている。図５に示すように第２のカム筒１４には、光軸方向に直交する縦溝３２が形成されている。
図４に示すように、第１のライナー１２には、直線溝３４が形成されている。図２に示すように、カムフォロア３０は縦溝３２を貫通して直線溝３４に係合している。
縦溝３２によって第２のカム筒１４の回転が許容され、直線溝３４によって第２のカム筒１４の光軸方向の移動が案内される。この場合、第２のライナー１６は回転せずに光軸方向に第２のカム筒１４と同期移動する。
すなわち、直線溝３４は、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇを同時に案内して移動させるためのものである。
縦溝３２は光軸方向と直交する方向に延びる形状を有しているため、第２のカム筒１４と第２のライナー１６との間における光軸方向の位置ずれが規制されている。

図２に示すように、第３レンズ群３Ｇの保持枠にはカムフォロア３６が取り付けられており、第４レンズ群４Ｇの保持枠にはカムフォロア３８が取り付けられている。
また、第５レンズ群５Ｇの保持枠にはカムフォロア４０が取り付けられており、第６レンズ群６Ｇの保持枠にはカムフォロア４２が取り付けられている。
図５に示すように、第２のカム筒１４には、第３レンズ群３Ｇのカムフォロア３６に対応した曲線溝としてのカム溝４４と、第４レンズ群４Ｇのカムフォロア３８に対応した曲線溝としてのカム溝４６と、第５レンズ群５Ｇのカムフォロア４０に対応した曲線溝としてのカム溝４８と、第６レンズ群６Ｇのカムフォロア４２に対応した曲線溝としてのカム溝５０とが形成されている。

図６に示すように、第２のライナー１６には、直線溝５２、５４が形成されている。
カムフォロア３６、３８、４０、４２は、直線溝５２を貫通して、それぞれカム溝４４、４６、４８、５０に係合している。
直線溝５４には、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇの保持枠が係合している。
したがって、第２のカム筒１４の光軸方向の移動に同期して第２のライナー１６が同一方向に異動する。
また、第２のカム筒１４が回転すると、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇは、各カム溝４４、４６、４８、５０の形状によって規定される量、光軸方向に移動する。

上記構成により、図７（ＷＩＤＥ）に示すように、第１のカム筒８が回転すると、第２レンズ群２Ｇが回転しながら光軸方向に移動し、これと同期して第２のカム筒１４が回転しながら光軸方向に同じ量移動する。
第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇが収容された第２のライナー１６は、光軸方向の位置ずれを規制された状態で第２のカム筒１４と同期して光軸方向に移動するので、第２レンズ群２Ｇの移動量が第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇの移動に均等に配分されることとなる。
これに加えて、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇは、第２のカム筒１４の回転によりそれぞれ個別の規定量分、光軸方向に移動する。
第１レンズ群１Ｇは、カム溝１８による規定量分、第２レンズ群２Ｇとは逆方向に移動する。

第１のカム筒８の回転によって移動する第２レンズ群２Ｇの移動量が、第３レンズ群３Ｇ〜第６レンズ群６Ｇの移動量にそのまま直結して均等に加味される。
このため、特許文献１に記載の構成のように、レンズ群を収容した複数のカム筒の移動によってレンズ群の移動量を確保する方式に比べて移動量の精度を上げることができる。
本実施形態では、第２のライナー１６に収容されているレンズ群の数が第１のライナー１２に収容されているレンズ群の数よりも多い。
すなわち、１つのレンズ群（第２レンズ群２Ｇ）の移動量を４つのレンズ群に共通移動量として同時に配分するので、より一層移動量の精度を上げることができる。

上記実施形態では、図２、図７に示すように、第１のライナー１２に収容される第２レンズ群２Ｇの一部は、第２のライナー１６内に位置する構成としているので、光軸方向の構成のコンパクト化を図ることができる。
また、変倍時の移動量が最も大きいレンズ群を第２のライナー１６内に収容する構成とすれば、設計上の制約があってもその移動量を十分に確保することができる。
上記実施形態では、レンズ群の数が７つで６つのレンズ群を移動させる例を示したが、レンズ群数の種々の組み合わせにおいて同様に実施することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、６Ｇ、７Ｇレンズ群
８第１のカム筒
１２第１の直進筒としての第１のライナー
１４第２のカム筒
１６第２の直進筒としての第２のライナー

特開平０８―５８８７号公報

Claims

光軸回りに回転可能な第１のカム筒と、
１つ以上のレンズ群を収容し、該レンズ群を光軸方向に移動させるためのものであり、第１のカム筒の内側に位置固定された第１の直進筒と、
第１の直進筒の内側に光軸回りに回転可能に設けられた第２のカム筒と、
１つ以上のレンズ群を収容し、該レンズ群を光軸方向に移動させるためのものであり、第２のカム筒の内側に位置固定された第２の直進筒と、
を備え、
第１の直進筒には前記レンズ群を回転しながら光軸方向に移動させるための曲線溝が形成され、
第１の直進筒に収容された移動するレンズ群と、第２のカム筒とが同期回転可能に連結されており、
第２のカム筒と第２の直進筒とが光軸方向に位置ずれしないように連結され、
第１のカム筒を回転させたとき、第１の直進筒に収容された移動するレンズ群と、第２のカム筒とが同期回転しながら光軸方向に移動するとともに、これに同期して第２の直進筒が光軸方向の同一方向に移動するように構成され、且つ、
第２のカム筒の回転に伴って第２の直進筒に収容されたレンズ群が第２の直進筒内で光軸方向に移動するように構成されており、
鏡筒の全長が変化しないズームレンズ鏡筒。
請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、
第２の直進筒に収容されるレンズ群の数が第１の直進筒に収容されるレンズ群の数よりも多いズームレンズ鏡筒。
請求項１に記載のズームレンズ鏡筒において、
前記回転しながら移動するレンズ群の一部は、第２の直進筒内に位置することを特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のズームレンズ鏡筒において、
第１のカム筒が、第１の直進筒に収容されたレンズ群のうちの一つを、前記回転しながら移動するレンズ群とは逆方向に移動させる曲線溝を有しているズームレンズ鏡筒。
請求項１〜４のいずれか１つに記載のズームレンズ鏡筒において、
変倍時の移動量が最も大きいレンズ群が第２の直進筒に収容されていることを特徴とするズームレンズ鏡筒。