WO2015178130A1 - 光学装置 - Google Patents

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WO2015178130A1
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lens unit
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琢也 蔭山
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日東光学株式会社
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    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
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    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
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    • G02B7/10—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens
    • G02B7/105—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification by relative axial movement of several lenses, e.g. of varifocal objective lens with movable lens means specially adapted for focusing at close distances

Definitions

  • the present invention relates to an optical device.
  • Patent Document 1 aims to provide an optical device that can smoothly perform zooming or focusing without affecting the optical performance regardless of the angle of the cam groove with respect to the rectilinear groove.
  • the first lens barrel that holds the optical element and moves in the optical axis direction of the optical element, and the first lens barrel moves with the movement of the first lens barrel.
  • Cam having a second lens barrel that moves in the same direction as the first direction and first and second cam grooves that displace the first and second cam followers connected to the first and second lens barrels in the optical axis direction
  • biasing member to urge is employ
  • the urging member is used to urge the constituent member in a direction that intersects the optical axis direction.
  • Employing a configuration using such a biasing member may complicate the configuration of the optical device and may cause problems such as durability of the biasing member.
  • an object of the present invention is to provide an optical device capable of suppressing the influence on the optical performance when the lens unit is moved in the optical axis direction with a simple configuration.
  • an optical device includes a fixed cylinder or cam ring in which a cam groove is formed with respect to one of a fixed cylinder or cam ring in which a rectilinear groove extending in a direction parallel to the optical axis is formed.
  • the lens unit that moves in conjunction with the cam follower that engages with the rectilinear groove and the cam groove is moved by rotating the other one different from the cam groove, and the lens unit is inserted into the cam follower and the rectilinear groove and is not inserted into the cam groove.
  • FIG. 2 is an AA end view of FIG. 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing a state of a cam follower that engages with a rectilinear groove and a cam groove constituting an optical device according to an embodiment of the present invention, and is a plan view of an outer peripheral surface of a cam ring in which the cam groove is formed.
  • FIG. 2 is an AA end view of FIG.
  • the optical device 1 has a straight groove 2 extending in a direction parallel to the optical axis L, and has a cylindrical fixed cylinder 3 having the optical axis L as a center line.
  • a cylindrical cam ring 5 having the optical axis L in which the cam groove 4 is formed as a center line rotates with respect to the fixed cylinder 3 about the center line as a rotation axis.
  • the cam ring 5 is disposed so as to cover the outer peripheral surface of the fixed cylinder 3 from the outside.
  • the lens unit 7 includes a holding member 9 and a lens 10.
  • the holding member 9 holds the cam follower 6, the auxiliary cam follower 8, and the lens 10.
  • the auxiliary cam follower 8, the holding member 9 and the lens 10 that is, the lens unit 7) move in the same direction and the same distance.
  • the lens unit 7 is moved in the M ′ direction by the cam operation.
  • the point where the fixed cylinder 3 is most strongly in contact with the cam follower 6 is a point 11 where the rectilinear groove 2 shown in FIG. 1 presses the cam follower 6.
  • the place where the cam ring 5 abuts the cam follower 6 most strongly is a point 12 where the cam groove 4 shown in FIG. 1 presses the cam follower 6.
  • the lens unit 7 is fixed and interlocked with the cam follower 6. Receives a force such that the optical axis L tilts in the direction of the arrow S in FIG. 1, and tries to tilt, for example, as the optical axis L ′. Then, there arises a problem of influence on optical performance when the lens unit 7 moves in the direction of the optical axis L. This tendency becomes larger as the angle of ⁇ shown in FIG. 1 approaches 0 °, since the points 11 and 12 are closer to each other.
  • the auxiliary cam follower 8 due to the presence of the auxiliary cam follower 8, it is possible to hold down the force applied to the lens unit 7 so that the optical axis L tends to tilt in the direction of the arrow S.
  • the auxiliary cam follower 8 that is not inserted into the cam groove 4 is inserted into the rectilinear groove 2 without being affected by the contact of the point 12.
  • the auxiliary cam follower 8 is fixed and interlocked with the lens unit 7. Then, the auxiliary cam follower 8 tries to maintain the rectilinearity along the rectilinear groove 2 against the force that the lens unit 7 tends to tilt in the direction of the arrow S. For this reason, the posture of the lens unit 7 along the rectilinear groove 2 is easily maintained.
  • auxiliary cam follower 8 when the fixed cylinder 3 is fixed and the front side of the cam ring 5 shown in FIG. 1 is rotated in the M direction, the straight groove 2 pushes the cam follower 6. In addition to the point 11 to be pressed, a point 13 to which the rectilinear groove 2 presses the auxiliary cam follower 8 is also added. Therefore, the location where the fixed cylinder 3 is pressed is increased, and the pressing force per location is reduced. Further, the presence of the auxiliary cam follower 8 disperses the forces from the two directions received by the cam follower 6 without concentrating them, so that the force applied to the lens unit 7 so that the optical axis L is inclined in the direction of the arrow S in FIG. Is less likely to occur.
  • the optical device 1 does not use an urging member or the like, and can be used when the lens unit 7 is moved in the direction of the optical axis L with a simple configuration by devising an existing member. The influence on the optical performance can be suppressed.
  • optical device 1 is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
  • the number of auxiliary cam followers 8 is one, but it can be two or more.
  • the auxiliary cam follower 8 and the cam follower 6 are arranged adjacent to each other, but may be arranged apart from each other along the rectilinear groove 2. If the auxiliary cam follower 8 and the cam follower 6 are arranged apart from each other, the force from the two directions received by the cam follower 6 can be more dispersed, and the force applied to the lens unit 7 so that the optical axis L is inclined in the direction of the arrow S. The effect of making it difficult to occur increases.
  • the auxiliary cam follower 8 and the cam follower 6 be close to each other.
  • the value of ⁇ may be any value.
  • the optical device 1 according to the embodiment of the present invention is particularly effective when it has a portion of 45 ° or less where the inclination of the optical axis L is concerned as the value of ⁇ .
  • the cam ring 5 is arranged so as to cover the outer peripheral surface of the fixed cylinder 3 from the outside.
  • the fixed cylinder 3 may be arranged so as to cover the outer peripheral surface of the cam ring 5 from the outside.
  • the rectilinear groove 2 may be formed in the cam ring 5 instead of the fixed cylinder 3
  • the cam groove 4 may be formed in the fixed cylinder 3 instead of the cam ring 5.
  • the optical apparatus 1 rotates the cam ring 5 in the M direction from the front side shown in FIG. 'Moving in the direction.
  • the lens unit 7 is moved in the M ′ direction by the cam operation. Also good.

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Abstract

　【課題】簡単な構成でレンズユニットの光軸方向への移動の際の光学性能への影響を抑制できる光学装置を提供する。　【解決手段】光学装置１は、光軸方向と平行方向に伸びる直進溝２が形成され、光軸を中心線とする筒形状の固定筒３を有している。固定筒３に対して、カム溝４が形成された光軸を中心線とする筒形状のカム環５が、その中心線を回動軸として回動する。ここで、カム環５は、固定筒３の外周面を外側から覆うように配置されている。その回動で、溝２およびカム溝４に係合するカムフォロワ６と固定し連動するレンズユニット７が光軸方向に移動する。そして、レンズユニット７には、そのカムフォロワ６と固定・連動し、直進溝２に挿入されカム溝４に挿入されない補助カムフォロワ８がさらに固定・連動される。

Description

光学装置
　本発明は、光学装置に関する。
　直進溝が形成された固定筒に対して、カム溝が形成されたカム環が回動することで、直進溝およびカム溝に係合するカムフォロワと連動するレンズユニットが光軸方向に移動し、ズーミングまたはフォーカシングを行う光学装置についての技術が提案されている（特許文献１参照）。
　特許文献１では、カム溝の直進溝に対する角度がどのような角度であっても光学性能に影響を与えず、スムーズにズーミングまたはフォーカシングを行うことができる光学装置を提供することを目的としている。そして、その目的を達成するため、光学素子を保持し、光学素子の光軸方向に移動する第１の鏡筒と、第１の鏡筒の移動に伴って、第１の鏡筒が移動する方向と同じ方向に移動する第２の鏡筒と、第１、第２の鏡筒に接続する第１、第２のカムフォロアを光軸方向に変位させる第１、第２のカム溝を備えるカム環と、第１、第２のカムフォロアを光軸方向に案内する第１、第２の直進溝を備える固定筒と、第１のカムフォロア、第２のカムフォロアを夫々光軸方向と交差する方向に付勢する付勢部材と、を有する構成を採用している。 
特開平２０１３－２５７３６９号公報
　特許文献１の技術では、付勢部材を用いて構成部材を光軸方向と交差する方向に付勢している。このような付勢部材を用いた構成を採用すると、光学装置の構成を複雑にし、また付勢部材の耐久性等の問題を生ずる場合がある。
　そこで本発明の目的は、簡単な構成でレンズユニットの光軸方向への移動の際の光学性能への影響を抑制できる光学装置を提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明の光学装置は、その光軸と平行方向に伸びる直進溝が形成された固定筒またはカム環の一方に対して、カム溝が形成された固定筒またはカム環の一方とは異なる他方が回動することで、直進溝およびカム溝に係合するカムフォロワと連動するレンズユニットが移動し、レンズユニットは、そのカムフォロワおよび、直進溝に挿入されカム溝に挿入されない補助カムフォロワと固定される。
　本発明では、簡単な構成でレンズユニットの光軸方向への移動の際の光学性能への影響を抑制できる光学装置を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る光学装置を構成する直進溝およびカム溝に係合するカムフォロワの状態を示す図で、カム溝が形成されたカム環の外周面の平面図である。 図１のＡ－Ａ端面図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る光学装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光学装置を構成する直進溝およびカム溝に係合するカムフォロワの状態を示す図で、カム溝が形成されたカム環の外周面の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ端面図である。
　光学装置１は、その光軸Ｌと平行方向に伸びる直進溝２が形成され、光軸Ｌを中心線とする筒形状の固定筒３を有している。固定筒３に対して、カム溝４が形成された光軸Ｌを中心線とする筒形状のカム環５が、その中心線を回動軸として回動する。ここで、カム環５は、固定筒３の外周面を外側から覆うように配置されている。その回動で、直進溝２およびカム溝４に係合するカムフォロワ６と固定し連動するレンズユニット７が、光軸Ｌ方向に移動する。そして、レンズユニット７は、そのカムフォロワ６と固定・連動し、直進溝２に挿入されカム溝４に挿入されない補助カムフォロワ８とさらに固定・連動される。
　なお、図２に示すように、レンズユニット７は、保持部材９とレンズ１０を有する。保持部材９は、カムフォロワ６と、補助カムフォロワ８およびレンズ１０とを保持している。カムフォロワ６の移動に伴い、補助カムフォロワ８と、保持部材９およびレンズ１０（すなわちレンズユニット７）とが連動して同じ方向および同じ距離だけ移動する。
　直進溝２とカム溝４は、図１に示すθ＝４５°の角度で交差している。固定筒３を固定しつつ図１に示すカム環５の手前側をＭ方向に回動させると、レンズユニット７はカム動作によりＭ’方向へと移動する。その際に、固定筒３がカムフォロワ６に最も強く当接する箇所は、図１に示す直進溝２がカムフォロワ６を押圧する点１１である。また、カム環５がカムフォロワ６を最も強く当接する箇所は、図１に示すカム溝４がカムフォロワ６を押圧する点１２である。
　このように、カムフォロワ６が図１に示す左下側において点１１と点１２とが近接して（集中して）、２つの方向からの力を受けると、カムフォロワ６と固定し連動するレンズユニット７は、図１における矢印Ｓの方向に光軸Ｌが傾くように力を受け、たとえば光軸Ｌ’のように傾こうとする。すると、レンズユニット７の光軸Ｌ方向への移動の際の光学性能への影響の問題を生ずる。この傾向は、図１に示すθの角度が０°に近づくに従い、点１１と点１２がより近接するため、より大きくなる。
　しかし、補助カムフォロワ８の存在によって、矢印Ｓの方向に光軸Ｌが傾こうとするようにレンズユニット７に力が与えられるのを押し留めることができる。ここで、カム溝４に挿入されない補助カムフォロワ８は、カムフォロワ６とは異なり、点１２の当接の影響を受けずに直進溝２に挿入されている。そして、補助カムフォロワ８はレンズユニット７と固定・連動している。すると、補助カムフォロワ８は、レンズユニット７が矢印Ｓの方向に傾こうとする力に抗して直進溝２に沿った直進性を維持しようとする。そのため、レンズユニット７の直進溝２に沿った姿勢が維持されやすくなる。
　また補助カムフォロワ８の存在によって、固定筒３を固定しつつ図１に示すカム環５の手前側をＭ方向に回動させる際に固定筒３が押圧する箇所は、直進溝２がカムフォロワ６を押圧する点１１の他に、直進溝２が補助カムフォロワ８を押圧する点１３も加わる。そのため、固定筒３が押圧する箇所を増やし、１箇所あたりの押圧力を小さくする。さらに補助カムフォロワ８の存在によって、カムフォロワ６が受ける２つの方向からの力を集中させずに分散させることから、図１における矢印Ｓの方向に光軸Ｌが傾くようにレンズユニット７に与えられる力を発生しにくくする。
　以上のように本発明の実施の形態に係る光学装置１は、付勢部材等を用いず、既存の部材の工夫により、簡単な構成でレンズユニット７の光軸Ｌ方向への移動の際の光学性能への影響を抑制することができる。
　上述した本発明の実施の形態に係る光学装置１は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々の変形実施が可能である。
　たとえば、図１および図２に示すように、補助カムフォロワ８の数は１つとしているが、２つ以上とすることができる。また、図１および図２に示すように、補助カムフォロワ８とカムフォロワ６とは隣接して配置しているが、直進溝２に沿って離して配置することとしても良い。補助カムフォロワ８とカムフォロワ６とを離して配置した方が、カムフォロワ６が受ける２つの方向からの力をより分散でき、矢印Ｓの方向に光軸Ｌが傾くようにレンズユニット７に与えられる力を発生しにくくする効果が大きくなる。ただし、光学装置１を小型化する観点からは、補助カムフォロワ８とカムフォロワ６とは近づけた方が良い。
　また、直進溝２とカム溝４は、θ＝４５°の角度で交差している。しかし、このθの値はどのような値であっても良い。本発明の実施の形態に係る光学装置１は、このθの値として光軸Ｌの傾きが懸念されていた、４５°以下の部分を有する場合に特に有効である。
　また、カム環５は、固定筒３の外周面を外側から覆うように配置されている。しかしながら、固定筒３がカム環５の外周面を外側から覆うように配置するような構成としても良い。さらに、直進溝２は固定筒３ではなくカム環５に形成され、カム溝４はカム環５ではなく固定筒３に形成されていても良い。
　また、本発明の実施の形態に係る光学装置１は、固定筒３を固定しつつカム環５を図１に示す手前側からＭ方向に回動させることで、レンズユニット７をカム動作によりＭ’方向へと移動させている。しかしながら、カム環５を固定しつつ固定筒３を図１に示す手前側からＭ方向とは逆側の方向に回動させることで、レンズユニット７をカム動作によりＭ’方向へと移動させても良い。
　１　光学装置
　２　直進溝
　３　固定筒
　４　カム溝
　５　カム環
　６　カムフォロワ
　７　レンズユニット
　８　補助カムフォロワ
　Ｌ　光軸

Claims (1)

  1. 　その光軸と平行方向に伸びる直進溝が形成された固定筒またはカム環の一方に対して、カム溝が形成された上記固定筒または上記カム環の上記一方とは異なる他方が回動することで、上記直進溝および上記カム溝に係合するカムフォロワと連動するレンズユニットが移動する光学装置において、
    　上記レンズユニットは、上記カムフォロワおよび、上記直進溝に挿入され上記カム溝に挿入されない補助カムフォロワに固定されることを特徴とする光学装置。
     
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