(57)【要約】【課題】  姿勢差により前群が倒れると、他群との倒れの変動差が大きくなり、光学性能を悪化させてしまう。【解決手段】  姿勢差による１群の倒れに対し、敏感度的にキャンセルするよう他群も同方向に倒れるようにする。直進筒の内周に2群鏡筒の嵌合をとり、2群鏡筒が係合するフォーカスカム環は弾性付勢されたテーパーコロにより係合保持されるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定筒と、固定筒に嵌合し光軸周りに回転することにより各移動群の進退量を決定するカムを有するカム環と、該カム環の外周側に配置され焦点距離変倍動作により変倍レンズ群を光軸方向に進退する直進筒と、光軸方向に進退することにより焦点調節を行う焦点調節群と、該固定筒の内周側に配置され焦点距離変倍動作により光軸中心周りに回転しつつ光軸方向に移動し、焦点調節群の光軸方向への進退量を決定するフォーカスカムを有するフォーカスカム環とを有し、該フォーカスカム環は該固定筒に設けられた断面がテーパー形状の補正カムに弾性付勢されたローラーを介し保持され、該焦点調節群は該フォーカスカム環のフォーカスカムと係合するカムフォロワを有し、更に該直進筒の内周に径嵌合されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
固定筒に対するフォーカスカム環の嵌合部は、光軸方向の極短い嵌合長を有していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーム動作での前群の移動が大きいために姿勢変化による重力の影響で鏡筒の位置が変動し、光学性能が変化しやすいレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ズーム動作により前群鏡筒が大きく移動するレンズ鏡筒では、前群鏡筒の重心位置と嵌合保持部が離れているために僅かな嵌合ガタ、または鏡筒自体の撓み等の影響により重力方向に前群鏡筒が傾き、光学性能に変化が生じてしまうことがあった。一般的に変倍レンズ群である１群鏡筒と、焦点調節群である２群鏡筒の傾き方向、量に格差が生じてくると光学性能に対し影響するが、１群鏡筒と２群鏡筒が同方向に、ほぼ同量傾くのならば光学性能への影響は少なくなる。鏡筒の構成により１群鏡筒が重心位置と嵌合保持部が離れているために重力方向に傾きやすいことに対し２群鏡筒では１群鏡筒ほど大きく離れてはいないため、必ずしも重力方向に傾くとは限らない。１群鏡筒が重力に従って下方向に傾き、それに対し２群鏡筒が上方向に傾くことになってしまうと光学性能の劣化は甚だしいものとなる。
【０００３】
従って従来では１群鏡筒を保持する際の嵌合ガタを可能な限り小さくするために金属材料を使用するなどして部品精度を高め、あるいはカムフォロワを弾性付勢させるなどして嵌合ガタを吸収し１群鏡筒を傾かないようにしていた。
【０００４】
また特許文献１に開示されている内容では、カム環の外周に２群鏡筒のカム部、２群鏡筒のカム部の外周に１群鏡筒を光軸方向に進退可能なように保持する直進筒の嵌合をとる構成としている。結果的に１群鏡筒が傾いた際には、２群鏡筒も同方向、ほぼ同量を傾くように構成するなどしていた。
【０００５】
また特許文献２に記載されている内容では、移動群を進退動作させるためのカム環が重力や外圧等により変形し光学性能を劣化さえてしまうという課題を上げている。解決する案として直進筒、及びカム環双方にそれぞれ補強部材を構成することにより変形を防止し光学性能を維持するようにしていた。
【特許文献１】特許登録第３４５５５８１号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来のように部品精度を高めることで対応しようとすると、金属材料を使用するなど部品材料も限定されることとなり結果的にコストアップの要因となってしまう。また弾性付勢によりガタを抑えようとすると、摩擦力が増えるため動作上の負荷ともなり、作動トルクを増し操作性を悪化させることとなってしまっていた。
【０００７】
また特許文献１に開示されているカム環、２群鏡筒、直進筒とそれぞれ嵌合を構成する手段も、カムを有する２群鏡筒の嵌合部を金属材料により製作しなければ温度膨張を吸収しきれない。または２群鏡筒が有するカムに相互差、等分差等が存在する場合は２群鏡筒自体が傾こうとして直進筒の嵌合と競合するため、作動負荷となるなど課題があった。
【０００８】
また特許文献２で示されている内容では、光学要素の敏感度が高く必要な保持精度が高精度なものでは対策として限界があった。
【０００９】
従って本発明の目的は、部品精度に頼ることなく、また作動負荷に影響を与えずに重力による光学性能変化を抑えることの可能なレンズ鏡筒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ鏡筒は、固定筒と、固定筒に嵌合し光軸周りに回転することにより各移動群の進退量を決定するカムを有するカム環と、該カム環の外周側に配置され焦点距離変倍動作により変倍レンズ群を光軸方向に進退する直進筒と、光軸方向に進退することにより焦点調節を行う焦点調節群と、該固定筒の内周側に配置され焦点距離変倍動作により光軸中心周りに回転しつつ光軸方向に移動し、焦点調節群の光軸方向への進退量を決定するフォーカスカムを有するフォーカスカム環とを有し、該フォーカスカム環は該固定筒に設けられた断面がテーパー形状の補正カムに弾性付勢されたローラーを介し保持され、該焦点調節群は該フォーカスカム環のフォーカスカムと係合するカムフォロワを有し、更に該直進筒の内周に径嵌合されていることを特徴とするレンズ鏡筒としたことにより、コストのかかる金属材料等を多用することなく、直進筒に２群鏡筒を嵌合させつつ重力により直進筒が傾いた際には２群鏡筒の光軸位置を保持する弾性付勢されたローラーが弾性力に抗して追従するようにしたものである。
【００１１】
また請求項２に記載のレンズ鏡筒では、固定筒に対するフォーカスカム環の嵌合部は、光軸方向の極短い嵌合長を有していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒としたことにより、直進筒に２群鏡筒を嵌合させつつ重力により直進筒が傾いた際には、追従する２群鏡筒の傾きに対し、フォーカスカム環も追従して傾くようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、姿勢変化のため重力により各移動群が傾いた際にも光学性能を維持できるレンズ鏡筒を低コストにより実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１に本発明を実施したレンズ鏡筒のワイド状態の断面図、図２には部分分解斜視図を示す。図１、または図２において、１はカメラと結合するためのマウント、２はマウント１が固定される後部環、３は後部環２により保持される固定筒、４は外装環である。後部環２にはマウントを介して取り付けられたカメラと通信してオートフォーカス、絞り駆動等の制御を行うための制御基板、オートフォーカスを行うためのアクチュエータを搭載したフォーカスユニット５が保持されている。更に後部環２にはフォーカスユニット５からの駆動力、あるいは手動操作により焦点調節を行うためのフォーカスリング２１、焦点距離調節を行うためのズームリング２２がそれぞれ光軸周りに回転可能に保持されている。更には外装環４には焦点調節のオートフォーカス、マニュアルフォーカスを切り換えるためのフォーカススイッチ２３、手振れ補正機能を作動させるための手振れ補正スイッチ２４が配置されている。
【００１５】
次に６は固定筒３に保持され光軸周りに定位置回転するカム環、７は直進筒、８は直進筒７に結合保持される１群鏡筒、９はフォーカスカム環、１０は２群鏡筒、１１は絞りユニット、１２は絞りユニット１１を保持する３群鏡筒である。それぞれの移動群にはカムフォロワが取り付けられている。更に１３は手振れ補正のための駆動機能を有する４群鏡筒、１４は３群鏡筒に固定保持される５群鏡筒が構成されている。尚、フォーカスカム環９、３群鏡筒１２、４群鏡筒１３はそれぞれ固定筒３の内周部に嵌合保持されており、また２群鏡筒１０は光軸周りに回動自在、光軸方向にも移動可能なように直進筒７の内周部に径嵌合している。
【００１６】
固定筒３には直進筒７を光軸方向にガイドする１群直進溝３ａ、３群鏡筒１２と４群鏡筒１３を同時にガイドする３―４群直進溝３ｂが設けられている。更に固定筒３にはフォーカスカム環９の光軸方向の位置を決定する補正カム３ｃを有し、また補正カム３ｃのカム面は型製作の際に型抜き方向に対しアンダーカットにならないように断面がテーパー形状をしている。
【００１７】
カム環６には直進筒７の光軸方向への進退量を有する１群カム６ａ、３、５群鏡筒の進退量を有する３−５群カム６ｂ、４群の進退量を有する４群カム６ｃ、更にフォーカスカム環９を光軸周りに回転させるための作動溝６ｄがそれぞれ３箇所等分に配置されている。更にズームリング２２に固定された不図示であるズームキーが係合するためのズームキー係合部、固定筒３のカム環係合部３ｄにより定位置回転自在に保持されるための摺動溝６ｅがそれぞれ設けられている。
【００１８】
フォーカスカム環９には内周部に型成形により形成されているフォーカスカム９ａが設けられ、２群鏡筒１０に一体的に設けられたカムフォロワ１０ａがフォーカスカム９ａを挟むように係合している。また２群鏡筒１０にはフォーカスリング２１に一体的に設けられたキー部と係合し光軸周りの回転位置を保持されるキー受け部１０ｂを有している。
【００１９】
図３は固定筒３に対しフォーカスカム環９が保持されている補正カム３ｃ箇所の部分詳細断面図である。９がフォーカスカム環、３が固定筒、６がカム環であり、固定筒３には断面がテーパー形状に形成された補正カム３ｃが設けられ、６には作動溝６ｄが設けられている。１５は補正カム３ｃ、及び作動溝６ｄに接するテーパーコロ、１６はテーパーコロ１５を保持する軸ビス、１７はテーパーコロ１５を補正カム３ｃのテーパー面に付勢するためのスプリングである。
【００２０】
次に動作を説明する。図１、図２において焦点距離調節のためにズームリング２２を回転させると、ズームキー２２ａにより係合されているカム環６が光軸周りに定位置回転し、１群直進溝３ａと１群カム６ａに挟持されたカムフォロワ２６により直進筒７が光軸方向に直進移動する。同様に３−４群直進溝３ｂと３−５群カム６ｂに挟持されたカムフォロワ２７により３、５群鏡筒、３−４群直進溝３ｂと４群カム６ｃに挟持されたカムフォロワ２８によりそれぞれ光軸方向に移動する。またフォーカスカム環９はカム環６の作動溝６ｄに係合しているテーパーコロ１５によりカム環６の回転とともに光軸周りに回転しつつ補正カム３ｃに沿って光軸方向にも移動する。図４は焦点距離調節を動作させた場合のテレ状態の断面図を示している。
【００２１】
一方、２群鏡筒１０はキー受け部１０ｂがフォーカスリング２１に一体的に設けられた不図示であるキー部と係合しているために光軸周りの回転位置は維持されつつ、フォーカスカム環９のフォーカスカム９ａに沿って光軸方向の位置を移動する。つまり２群鏡筒１０の焦点距離調節時の位置は補正カム３ｃとフォーカスカム９ａの合成により、光軸方向の位置を決定されることになる。
【００２２】
次に焦点調節時の動作は、フォーカススイッチにより選択されたフォーカスモードにより、オートフォーカスの場合はフォーカスユニット５、マニュアルフォーカスの場合は手動操作により直接フォーカスリング２１の光軸周りの回転動作が行われる。フォーカスリング２１が回転するとキー部によって係合された２群鏡筒１０が光軸周りに回転し、２群鏡筒１０はフォーカスカム環９に設けられたフォーカスカム９ａのリフトに乗って光軸方向に回転繰出しされ、焦点調節動作が行われることになる。
【００２３】
尚、直進筒７がワイド状態からテレ状態に繰出されると、直進筒先端に取り付けられた１群鏡筒の負荷重量により、直進筒７はカムフォロワの位置を支点として重力方向に傾くこととなる。ここで２群鏡筒１０は直進筒７の内径部に嵌合しているため直進筒７が傾いた際には、同時に同方向に２群鏡筒１０も傾くこととなり、光学性能として変化が相殺される。また２群鏡筒１０が直進筒７に従って傾くとき、２群鏡筒１０の光軸方向の進退量を決定するために係合しているフォーカスカム環９は、固定筒３の補正カム３ｃにスプリング１７により付勢するよう構成している。スプリング１７の付勢力に抗することによりフォーカスカム環９も傾くことが可能である。またフォーカスカム環９の固定筒３に対する嵌合部は光軸方向に極短い嵌合長としているため、フォーカスカム環９が固定筒に対し傾くことを容易にしている。
【００２４】
尚、本実施例では３−５群一体鏡筒の間に４群鏡筒を挟んだ光学構成としているが、本発明の効果を得るためには、この光学構成に限定するものではなく、１群鏡筒が焦点距離調節により大きく繰出される光学構成のものであればよい。また４群鏡筒についても本実施例では手振れ補正機能を有するとしているが、もちろんこれも必須の構成要素ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１のワイド状態での断面図。
【図２】本発明の実施例１の部分分解斜視図。
【図３】本発明の実施例１の部分構成を示した詳細断面図。
【図４】本発明の実施例１のテレ状態での断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１  マウント
２  後部環
３  固定筒
３ａ  １群直進溝
３ｂ  ３−４群直進溝
３ｃ  補正カム
４  外装環
５  フォーカスユニット
６  カム環
６ａ  １群カム
６ｂ  ３−５群カム
６ｃ  ４群カム、
６ｄ  作動溝
６ｅ  摺動溝
７  直進筒
７ａ  ２群嵌合部
８  １群鏡筒
９  フォーカスカム環
９ａ  フォーカスカム
９ｂ  嵌合部
１０  ２群鏡筒
１１  絞りユニット
１２  ３群鏡筒
１３  ４群鏡筒
１４  ５群鏡筒
１５  テーパーコロ
１６  軸ビス
１７  スプリング
２１  フォーカスリング
２２  ズームリング
２３、２４  スイッチ
【図１】
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【図２】
2010113221.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010113221.tif 000006