JP6508932B2 - レンズ鏡筒および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、外力による衝撃を緩和する構造を備えたレンズ鏡筒を有する交換レンズや撮像装置等の光学機器に関する。

レンズ鏡筒には、落下や衝突等によって大きな外力を受け、その外力による衝撃によって光学性能やレンズの駆動に不具合が生じないように、衝撃を緩和する構造を有するものがある。特許文献１には、レンズ鏡筒の物体側の先端部に装着されるレンズフードのうち、フード本体部とレンズ鏡筒に装着される装着部との間に弾性部材により形成された緩衝部を設けられた構造が開示されている。一方、レンズ鏡筒には、雨天時の使用にも耐えられるように、特許文献２にて開示されているように防滴構造を有するものがある。

特開２０１２−９３４８４号公報 特開２００４−２０６０１１号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された緩衝部を有する構造では、レンズフードが物体側から外力を受けたときに衝撃を緩衝部で緩和することができるが、物体側以外（例えば、径方向外側）からの外力による衝撃を十分に緩和することができない。

また、特許文献２にて開示された防滴構造その他の従来の防滴構造では、ゴムリングやパッキン等の弾性部材が用いられるものの、このような防滴用途の弾性部材では、衝撃を十分に緩和することはできない。

本発明は、物体側だけでなく径方向外側からの外力による衝撃をも十分に緩和できるレンズ鏡筒および光学機器を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、レンズと、該レンズを収容する第１の筒部および第１の筒部よりも光軸方向における像側に設けられて該第１の筒部よりも径が小さい第２の筒部を有するレンズ収容筒と、レンズ収容筒の外周に配置され、第１の筒部よりも光軸方向における物体側から第２の筒部まで延びる外装筒と、外装筒と第２の筒部との間に配置され、外装筒が物体側からの外力によりレンズ収容筒に対して変位することで弾性変形する第１の弾性部材と、外装筒と第１の筒部との間に配置され、外装筒が径方向外側からの外力によりレンズ収容筒に対して変位することで弾性変形する第２の弾性部材とを有することを特徴とする。

なお、上記レンズ鏡筒を有する光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、第１の弾性部材によって物体側から外装筒に作用した外力による衝撃を十分に緩和することができるだけでなく、第２の弾性部材によって径方向外側から外装筒に作用した外力による衝撃をも十分に緩和することができる。

本発明の実施例であるレンズ鏡筒の断面図。 実施例のレンズ鏡筒の主要部の分解斜視図。 上記主要部の断面図。 上記主要部の斜視図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例であるレンズ鏡筒を含む光学機器としての交換レンズの構成を示している。

交換レンズ１は、不図示のカメラ本体（一眼レフカメラまたはミラーレス一眼カメラ）に取り外し可能に装着される。交換レンズ１は、レンズ鏡筒と、該レンズ鏡筒の後端（像側の端）に設けられ、カメラ本体に結合されるマウント１９とを有する。

レンズ鏡筒は、物体側（図の左側：以下、前側ともいう）から像側（同右側：以下、後側ともいう）に順に第１〜第４レンズ群Ｌ１〜Ｌ４を含む撮影光学系を保持している。第１〜第４レンズ群Ｌ１〜Ｌ４は、撮影光学系の光軸方向に移動して変倍を行う。また、第２レンズ群Ｌ２は、光軸方向に移動して焦点調節を行う。本実施例の交換レンズ１は、いわゆる超広角レンズであり、第１レンズ群Ｌ１が他のレンズ群Ｌ２〜Ｌ４に比べてはるかに外径が大きく、重量も大きい。なお、以下の説明において、撮影光学系の光軸に直交する方向を径方向ともいい、光軸回りの方向を周方向ともいう。

マウント１９は、フランジバック調整環２１とともにビスによって固定筒１８に固定されている。固定筒１８には、案内筒４がビスにより固定されている。案内筒４の内周には、バヨネット部５ａによって撮影光学系の光軸回りで回転可能なカム筒５が配置されている。

案内筒４と固定筒１８との間に配置された直進筒３には、第１レンズ群Ｌ１を保持する１群保持枠１０がビスによって固定されている。直進筒３には、不図示の直進カムフォロワがビスによって取り付けられている。

調整筒（レンズ収容筒）２は、その内周側に直進筒３や１群保持枠１０（第１レンズ群Ｌ１）を収容する第１の筒部２ａと、該第１の筒部２ａよりも後側に設けられて第１の筒部２ａよりも外径が小さい第２の筒部２ｂとを有する。第１および第２の筒部２ａ，２ｂとの間には、これらを接続する部分であって第１の筒部２ａから第２の筒部２ｂにかけて外径が減少する接続部２ｄを有する。第２の筒部２ｂは、その内周において案内筒４にビスによって固定されている。

調整筒２は、案内筒４に対して径方向における偏心調整が可能である。該偏心調整によってレンズ鏡筒全系の光軸を一致させるための調整を行うことができる。

直進筒３は、その前端のフランジ部に形成された周方向３か所の溝部を有する。これら３つの溝部内には、調整筒２の内周面に光軸方向に転動可能に当接するローラー１３と該ローラー１３を回転可能に保持するローラー軸１２とが配置されている。ローラー軸１２は、ローラー軸固定板金１４により保持され、ローラー軸固定板金１４は直進筒３にビスにて固定されている。ローラー１３は、ローラー軸１２を径方向外側に向かって付勢する不図示のローラー軸付勢ばねによって常に調整筒２の内周面に押し付けられている。

カム筒５の内周には、フォーカスカム筒２３が配置されている。フォーカスカム筒２３には、フォーカスカム溝部が形成されている。第２レンズ群Ｌ２は２群保持枠２２によって保持され、該２群保持枠２２に設けられたカムフォロワ２２ａは、フォーカスカム筒２３のフォーカスカム溝部に係合している。

第４レンズ群Ｌ４は４群保持枠２５により保持されており、第３レンズ群Ｌ３を保持する３群保持枠２４に対して調整ビスにより固定されている。３群保持枠２４と４群保持枠２５の間には不図示のワッシャが狭持されており、該ワッシャの弾性復元力を利用することで、調整ビスの締め込み量の調整により第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の間隔を調整することが可能である。

２群保持枠２２と３群保持枠２４（および４群保持枠２５）は、後群保持枠２６によって保持されている。後群保持枠２６の前端にはフォーカスカム筒押さえ板金２７が固定されており、このフォーカスカム筒押さえ板金２７と後群保持枠２６のうち光軸方向中間の面とによってフォーカスカム筒２３が光軸回りで回転可能に挟まれて保持されている。後群保持枠２６には、不図示の直進カムフォロワが設けられている。

案内筒４には光軸方向に延びるように不図示の直進溝部が形成されている。また、カム筒５には、不図示の後群用カム溝部および直進筒用カム溝部が形成されている。後群保持枠２６および直進筒３の直進カムフォロワはともに直進溝部に係合するとともに、それぞれ後群用カム溝部および直進筒用カム溝部に係合している。このため、カム筒５が回転すると、後群保持枠２６（つまりは第２〜第４レンズ群Ｌ２〜Ｌ４）および直進筒３（つまりは第１レンズ群Ｌ１）はそれぞれ、後群用カム溝部および直進筒用カム溝部のリフトによって光軸方向に直進移動する。これにより、ズーム動作（変倍）が行われる。

フォーカスユニット２８は、案内筒４にビスにより固定されている。フォーカス操作部材としてのマニュアルリング１５は、フォーカスユニット２８に対して光軸方向における定位置にて光軸回りで回転可能に保持されている。フォーカスユニット２８は、振動型モータと差動機構とにより構成されており、振動型モータのロータ回転量とマニュアルリング１５の回転量とに応じた回転量を不図示のフォーカスキーに出力する。フォーカスキーは、フォーカスカム筒２３に形成されたフォーカスキー係合溝部に係合している。この構成により、オートフォーカス時には振動型モータからの駆動力によってフォーカスカム筒２３が回転され、マニュアルフォーカス時にはユーザによるマニュアルリング１５の回転操作力によってフォーカスカム筒２３が回転される。これにより、２群保持枠２２は、第２レンズ群Ｌ２とともに、フォーカスカム筒２３のフォーカスカム溝部のリフトによって光軸方向に移動して焦点調節を行う。

ズームリング２０は、ユーザにより回転操作されるズーム操作部材であり、固定筒１８により光軸方向における定位置にて光軸回りで回転可能に保持されている。ズームリング２０には不図示のズームキーがビスにより固定され、ズームキーはカム筒５に形成されたズームキー係合溝部に係合している。このため、ズームリング２０が回転操作されると、その回転操作力によってカム筒５が回転し、上述したように後群保持枠２６（つまりは第２〜第４レンズ群Ｌ２〜Ｌ４）および直進筒３（つまりは第１レンズ群Ｌ１）が光軸方向に直進移動してズーム動作が行われる。

６は外装筒としてのレンズフードであり、調整筒２の第１の筒部２ａの外周に配置されたフード部６ａと、該フード部６ａからフード部６ａより径が小さくなりながら調整筒２の接続部２ｄの外周を通って第２の筒部２ｂの外周まで延びる円錐筒部６ｂとを有する。フード部６ａの前端は、調整筒２（第１の筒部２ａ）および第１レンズ群Ｌ１の前側レンズ面よりも前方に突出している。また、円錐筒部６ｂの内側にはワッシャ受け部６ｃが形成されている。

このワッシャ受け部６ｃの後端面と、調整筒２の第２の筒部２ｂの外周面にビスにより固定された固定リング部材（受け部）９の前端面との間には、第１の弾性部材であるウェーブワッシャ７が光軸方向にわずかに圧縮（弾性変形）された状態で配置されている。ワッシャ受け部６ｃの前端面は、ウェーブワッシャ７から受ける弾性復元力により調整筒２の第２の筒部２ｂに後方に面するように形成されたストッパ面２ｃに押し付けられている。

なお、本実施例では、固定リング部材９が調整筒２とは別部材として製作されているが、固定リング部材９は調整筒２の第２の筒部２ｂにビスにより固定されて調整筒２と一体化されているので、固定リング部材９は調整筒２（第２の筒部２ｂ）の一部と言える。つまり、本発明にいうレンズ収容筒に別部材が取り付けられて一体化されていれば、その別部材はレンズ収容筒の一部とする。もちろん、固定リング部材９に相当する受け部を予め調整筒２（第２の筒部２ｂ）に一体形成してもよい。

また、レンズフード６の内周面と調整筒２の外周面との間には、第２の弾性部材であるゴム筒８が配置されている。ゴム筒８は、前側の円筒部（第１の部分）８ａと後側の円錐筒部（第２の部分）８ｂとを有する。円筒部８ａは、フード部６ａの内周面と第１の筒部２ａの外周面との間において周方向に延びる空間内で該周方向に切れ目なく連続し、かつ光軸方向に延びる円筒形状を有する。円筒部８ａは、その厚み方向である径方向においてわずかに圧縮（弾性変形）された状態でフード部６ａの内周面と第１の筒部２ａの外周面との間に配置されている。これにより円筒部８ａの外周面（後述する第１の領域の多数の凸部）と内周面がそれぞれ、フード部６ａの内周面と第１の筒部２ａの外周面とに密着する。

また、ゴム筒８の円錐筒部８ｂは、調整筒２の接続部２ｄにおける円錐台形状を有する外周面とレンズフード６の円錐筒部６ｂの内周面との間に配置されている。

レンズフード６の円錐筒部６ｂの外周面にはテレンプ１６が巻き付けられている。テレンプ１６の外周面は、光軸回りで回転可能なマニュアルリング１５の内周面に摺動可能に当接している。テレンプ１６は、円錐筒部６ｂとマニュアルリング１５との間から水や塵埃が侵入することを防止するために設けられている。

またも１群保持枠１０の前端付近の外周面にもテレンプ１７が巻き付けられている。テレンプ１７の外周面は、調整筒２の第１の筒部２ａの外周面に当接している。テレンプ１７は、１群保持枠１０と第１の筒部２ａとの間から水や塵埃が侵入することを防止するために設けられている。

図２を用いて、レンズフード６の詳しい形状を説明する。レンズフード６のフード部６ａは、前方に最も突出した位置で周方向に延びる長辺部６ｄと、その周方向両側において斜め後方に延びる短辺部６ｅとを有する。長辺部６ｄおよびその両側の短辺部６ｅは径方向における互いに反対側に２組設けられており、これら２組の短辺部６ｅ間には長辺部６ｄよりも後方の位置まで短辺部６ｅの後端から前方に円弧状に突出した円弧部６ｆが形成されている。このようなフード部の形状を、花弁形状ともいう。このような形状を有するフード部６ａは、撮影される被写体範囲外からの強い不要光が撮影光学系に入射することを防止する。

図３を用いて、ウェーブワッシャ７およびゴム筒８の衝撃緩和機能について説明する。交換レンズ１が落下して地面に衝突する等して前側（物体側）から外力Ｆ１を受けたレンズフード６は、そのワッシャ受け部６ｃと固定リング部材９（つまりは調整筒２）との間に配置されたウェーブワッシャ７を弾性変形させながら調整筒２に対して後方に変位する。ウェーブワッシャ７の弾性変形により、レンズフード６に作用した外力Ｆ１が吸収され、衝撃が緩和される。この際、後方に変位したレンズフード６の円錐筒部６ｂがマニュアルリング１５の前端に当接する可能性がある。しかし、ウェーブワッシャ７の弾性変形により外力Ｆ１が吸収されているので、マニュアルリング１５に伝わる外力はウェーブワッシャ７が設けられていない場合に比べて小さく、マニュアルリング１５にはほとんど影響を及ぼさない。

なお、図３に示すようにレンズフード６に外力Ｆ１が作用していない状態において、ワッシャ受け部６ｃの後端面のうちウェーブワッシャ７に当接していない部分（ストッパ面）６ｇを図示の位置よりも固定リング部材９の前端面に近づけておいてもよい。これにより、レンズフード６が外力Ｆ１を受けて後方に変位した際に、レンズフード６における円錐筒部６ｂがマニュアルリング１５の前端に当接する前にストッパ面６ｇが固定リング部材９の前端面に当接させることができる。つまり、円錐筒部６ｂがマニュアルリング１５に当接することを阻止して、マニュアルリング１５を保護することができる。

一方、落下等によりレンズフード６に径方向外側から外力Ｆ２が作用した場合は、レンズフード６は、フード部６ａと調整筒２の第１の筒部２ａとの間に配置されたゴム筒８をその厚み方向に弾性変形させながら調整筒２に対して径方向に変位（変形）する。この場合も、ゴム筒８の弾性変形により、レンズフード６に作用した外力Ｆ２が吸収され、第１の筒部２ａに加わる衝撃が緩和される。仮にゴム筒８が配置されていなければ、調整筒２の第１の筒部２ａにそのまま大きな衝撃が加わる。第１の筒部２ａの内側には直進筒３やこれに固定された１群保持枠１０が収容されている。このため、第１の筒部２ａに大きな衝撃が加わると、直進筒３や１群保持枠１０への影響が大きく、光学特性が低下したり直進筒３（つまりは第１レンズ群Ｌ１）の光軸方向への移動に支障が生じたりするおそれがある。ゴム筒８で衝撃を緩和できる本実施例では、このような不都合を回避することができる。

なお、本実施例では、前述したように、ゴム筒８の円錐筒部８ｂを調整筒２の接続部２ｄの外周面とレンズフード６の円錐筒部６ｂの内周面との間に配置している。このため、レンズフード６に径方向外側から外力Ｆ２が加わってレンズフード６が調整筒２に対して傾くように変位した場合でも、ゴム筒８の円錐筒部８ｂによって、レンズフード６の円錐筒部６ｂが調整筒２の接続部２ｄに強く当接することを回避することができる。これにより、より効果的に第１の筒部２ａに衝撃が伝わることを防止することができる。

図４を用いて、ゴム筒８の形状と防滴機能について説明する。前述したように、ゴム筒８は、その前側に円筒部８ａを有する。円筒部８ａの外周面のうち前側には、綾目ローレット（またはクロスローレット）状に周方向および光軸方向にそれぞれ複数並んだ多数の凸部が形成された第１の領域８ｃが設けられている。これら多数の凸部は、円筒部８ａがフード部６ａと調整筒２の第１の筒部２ａとの間でわずかに圧縮されることで、フード部６ａの内周面にやや弾性変形して（潰れて）密着する。しかも、これら潰れた多数の凸部同士は周方向にて互いに密着する（繋がる）。そして、円筒部８ａの内周面も、第１の筒部２ａの外周面に密着する。これにより、フード部６ａと第１の筒部２ａとの間からレンズ鏡筒の内部への水の侵入を阻止（防止）する防滴構造を実現することができる。このように、ゴム筒８は、径方向外側からの外力による衝撃を緩和する機能と、レンズフード６と調整筒２との間の防滴機能とを併せ持つ。

さらに、円筒部８ａの外周面のうち第１の領域８ｃよりも後側には、光軸方向に延びる凹溝部が円筒部８ａの周方向に等間隔で複数並んだ、すなわち平目（縦目）ローレット形状に形成された第２の領域８ｄが設けられている。レンズ鏡筒の組立時には、第１の筒部２ａの外周面に組み付けられたゴム筒８の外周面上に、ゴム筒８を圧縮しながらフード部６ａが後方から組み付けられる。この際、第２の領域８ｄに光軸方向に延びる多数の凹部が形成されていることで、ゴム筒８とフード部６ａとの接触面積が減る、つまりは抵抗が減るため、組立て性を向上させることができる。

なお、フード部６ａと第１の筒部２ａとの間の防滴性が確保されるのであれば、ゴム筒８に第１の領域８ｃを必ずしも設ける必要はない。また、第２の領域８ｄも必ずしも設けなくてもよい。また、第１および第２の領域８ｃ，８ｄを、円筒部８ａの内周面に設けてもよい（言い換えれば、円筒部８ａの外周面と内周面のうち少なくとも一方に設ければよい）。また、レンズフード６が第１の筒部２ａに対して前側から組み付けることが可能であるような場合には、第１の領域８ｃよりも前側に第２の領域８ｄを設けてもよい。

本実施例によれば、ウェーブワッシャ７によって物体側からレンズフード６に作用した外力による衝撃を十分に緩和することができるだけでなく、ゴム筒８によって径方向外側からレンズフード６に作用した外力による衝撃をも十分に緩和することができる。しかも、ゴム筒８によって、防滴専用の部品を必要としたり構造を複雑にしたりすることなく、レンズフード６と調整筒２との間での良好な防滴効果も得ることができる。

なお、本実施例では外装筒としてレンズフードを例として説明したが、外装筒はレンズフード以外のものであってもよい。

また、本実施例では、第１の弾性部材としてウェーブワッシャ７を用いた場合について説明したが、ウェーブワッシャ７以外の第１の弾性部材（例えば、ゴム性製の部材）を用いてもよい。

また、本実施例で説明したレンズ鏡筒における撮影光学系の構成や各レンズ群を移動させるための構成は例に過ぎず、他の構成であってもよい。

さらに、本実施例では交換レンズのレンズ鏡筒について説明したが、レンズ一体型撮像装置（光学機器）に用いられるレンズ鏡筒にも本発明を適用することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

２ 調整筒
６ レンズフード
７ ウェーブワッシャ（第１の弾性部材）
８ ゴム筒（第２の弾性部材）
９ １群保持枠
Ｌ１ 第１レンズ群

Claims (8)

1. レンズと、
   前記レンズを収容する第１の筒部および前記第１の筒部よりも光軸方向における像側に設けられて該第１の筒部よりも径が小さい第２の筒部を有するレンズ収容筒と、
   前記レンズ収容筒の外周に配置され、前記第１の筒部よりも前記光軸方向における物体側から前記第２の筒部まで延びる外装筒と、
   前記外装筒と前記第２の筒部との間に配置され、前記外装筒が前記物体側からの外力により前記レンズ収容筒に対して変位することで弾性変形する第１の弾性部材と、
   前記外装筒と前記第１の筒部との間に配置され、前記外装筒が径方向外側からの外力により前記レンズ収容筒に対して変位することで弾性変形する第２の弾性部材とを有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第２の弾性部材は、前記外装筒と前記第１の筒との間から該レンズ鏡筒の内部への水の侵入も阻止することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第２の弾性部材は、前記外装筒と前記第１の筒部との間において周方向に延びる空間内で該周方向に切れ目なく連続し、かつ前記光軸方向に延びる円筒形状の第１の部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記レンズ収容筒は、前記第１の筒部と前記第２の筒部とを接続する部分であって前記第１の筒部から前記第２の筒部にかけて外径が減少する接続部を有し、
   前記第２の弾性部材は、前記接続部と前記外装筒における該接続部の外周に沿った部分との間に配置される第２の部分を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記第２の弾性部材の外周面および内周面のうち少なくとも一方に、周方向および前記光軸方向のそれぞれに複数の凸部が並んだ第１の領域を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第２の弾性部材の外周面および内周面のうち前記少なくとも一方における前記第１の領域よりも前記像側または前記物体側に、前記光軸方向に延びる凹溝部が周方向に複数並んだ第２の領域を有することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記第２の筒部の外周に、周方向に回転操作が可能な操作部材が配置されており、
   前記第２の筒部に設けられて前記第１の弾性部材を受ける受け部が、前記物体側からの外力により変位した前記外装筒と当接して該外装筒と前記操作部材との当接を阻止することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。