(57)【要約】【課題】レンズの光軸調整を容易かつ正確に行うことを可能とし、更には衝撃等が加わった場合でも安定してレンズの位置を保持し、解体性も良好なレンズ鏡筒およびこれを用いた光学機器を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒において、レンズを保持する保持筒と、前記レンズに当接する当接環と、前記保持筒と螺合し、前記当接環を挟んで前記レンズを押さえる押え環と、前記押え環の回転に対して前記当接環との間で摺動を生じさせる回転摺動部と、を有する。【選択図】図１
2014228730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持する保持筒と、
前記レンズに当接する当接環と、
前記保持筒と螺合し、前記当接環を挟んで前記レンズを押さえる押え環と、
前記押え環の回転に対して前記当接環との間で摺動を生じさせる回転摺動部と、
を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記当接環と前記レンズとの間の回転を規制する回転規制部材を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記当接環と前記レンズとの間の回転摺動における摺動摩擦力より、前記回転摺動部における摺動摩擦力を小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記当接環に第１の円錐面、前記押え環に第２の円錐面が設けられ、前記第１の円錐面と前記第２の円錐面との当接により前記回転摺動部が構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記レンズと前記当接環とが接する接線角度の鋭角より、前記押え環と前記当接環とが接する接線角度の鋭角を小さく設定したことを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記回転摺動部における前記押え環と前記当接環との摺動面に、潤滑加工を施す、あるいは潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記押え環と前記当接環との間に、前記押え環および前記当接環に当接する遊星回転部材が設けられることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記押え環、前記当接環には、夫々前記遊星回転部材を保持する溝部が備わることを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記遊星回転部材は、前記レンズの光軸を中心とする円周方向に複数個設けられることを特徴とする請求項７または８に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
複数個の前記遊星回転部材を一体的に保持するリテーナを有することを特徴とする請求項９に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１１】
前記遊星回転部材は、転動ボールであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１２】
レンズと、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、を有する光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの光軸調整を行う構造を有するレンズ鏡筒およびこれを用いた光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学素子としてのレンズを鏡筒に保持する場合、光学性能を確保するために他のレンズと光軸を揃える調整（同軸調整）を行うことがあったが、作業性良く正確に同軸調整することが難しかった。これに対し、特許文献１では、光学素子としてのレンズに設けられたテーパー面を鏡筒の受け面のテーパー面、または押え環のテーパー面で保持することにより、鏡筒に対しての光学素子の同軸調整、調芯を行っている。
【０００３】
また、特許文献２では、押え環のレンズ当接面に低摩擦となる潤滑加工を施すことにより、押え環に対してレンズを滑動しやすくし、押え環を締め付けることによりレンズの位置を自動的に中心に保持するようにしている。その他、鏡筒の外周側数方向より貫通した複数のネジを繰り出し、あるいは繰り込み、内部でネジに当接したレンズを微小移動させて、同軸位置を調整する方法、または調整工具を用いてレンズを位置調整した後に、接着により位置を固定する方法があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３４３７８号公報
【特許文献２】特開平０２−１４６００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、レンズの光軸位置を保持しようとして押え環をねじ込んでいくと、押え環がレンズと当接した後、押え環とレンズの間に回転摩擦が加わり、レンズ中心が鏡筒中心位置に移動することを妨げることがある。そして、このような状態で摩擦により押え環のネジ込みが停止してしまうと、レンズの光軸調整を行うことができない場合があるという課題がある。
【０００６】
また、特許文献２の構成でも、レンズと押え環の当接面に潤滑加工を施したとしても、やはりある程度の摩擦は残るため、最終的にレンズを締め付ける際には、正確な同軸位置に調芯できないまま固定され、レンズの光軸調整を行うことができない場合がある。
【０００７】
また、レンズを鏡筒の外周方向より複数のネジで位置調整する方法では、調整作業が煩雑であり、または調整する目標位置を確認する手段が必要となるため、工具コストが掛るという課題がある。更には、レンズに外周からネジ付勢による応力が掛かるため、レンズの面に歪みを発生することがあり、あるいはその状態で落下衝撃が掛るとネジの当接による応力集中でレンズが破壊する懸念があった。
【０００８】
また、調整工具を用いてレンズを位置調整した後に、接着により位置を固定する方法では、やはり位置調整を行うための工具コストが掛り、更には修正のために分解する必要が発生した場合は固着した接着材を除去する必要があり、作業が困難である。
【０００９】
本発明の目的は、レンズの光軸調整を容易かつ正確に行うことを可能とし、更には衝撃等が加わった場合でも安定してレンズの位置を保持し、解体性も良好なレンズ鏡筒およびこれを用いた光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ鏡筒は、レンズを保持する保持筒と、前記レンズに当接する当接環と、前記保持筒と螺合し、前記当接環を挟んで前記レンズを押さえる押え環と、前記押え環の回転に対して前記当接環との間で摺動を生じさせる回転摺動部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズの光軸調整を容易かつ正確に行うことを可能とし、更には衝撃等が加わった場合でも安定してレンズの位置を保持し、解体性も良好なレンズ鏡筒およびこれを用いた光学機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレンズ鏡筒の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るレンズ鏡筒の部分拡大断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るレンズ鏡筒の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
（光学機器）
本発明に係るレンズ鏡筒に保持されるレンズを備える光学系は、例えば撮影光学系や、投射光学系であり、本発明は、撮影光学系を用いたデジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮像機器や、投射光学系を用いたプロジェクタなどの光学機器に好適なものである。
【００１５】
（レンズ鏡筒）
図１、図２において、G１、G２、G３はそれぞれ光学素子としてのレンズであり、Ｇ２とＧ３は貼り合わせでレンズ同士が一体化している。４はそれぞれのレンズを保持するための保持筒としてのレンズ鏡筒、６はレンズG１に当接する第１の当接環である。５は第１の当接環６を保持する第１の押え環であり、第１の押え環５はレンズ鏡筒４にネジ５ｂで螺合している。また、第１の当接環６はレンズ鏡筒４に設けられた第１の当接環回転規制溝４ａに回転規制突起６ｂが係合することにより、第１の当接環６が回転することを抑制（規制）している。
【００１６】
ここで、回転摺動を生じさせる回転摺動部として、第１の当接環６には第１の円錐面６ａが、また第１の押え環５には第２の円錐面５ａが設けられる。そして、第１の当接環６の円錐面６ａと、第１の押え環５の円錐面５ａとが当接することにより、第１の押え環５と第１の当接環６のそれぞれの中心軸位置が一致されることになる。
【００１７】
また、８は光学素子G２に当接する第２の当接環、７は第２の当接環を保持する第２の押え環であり、第２の押え環７はレンズ鏡筒４にネジ７ｂで螺合している。また、第２の当接環８は、レンズ鏡筒４に設けられた第２の当接環回転規制溝４ｂに回転規制突起８ｂが係合することにより、第２の当接環８が回転することを抑制（規制）している。
【００１８】
ここで、回転摺動を生じさせる回転摺動部として、第２の当接環８には円錐面８ａが、また第２の押え環７には円錐面７ａが設けられる。そして、第２の当接環８の円錐面８ａと、第２の押え環７の円錐面７ａとが当接することにより、第２の押え環７と第２の当接環８のそれぞれの中心軸位置が一致されることになる。
【００１９】
なお、レンズ鏡筒４の光学素子胴付き部と、それぞれの光学素子Ｇ１、Ｇ３の間には、円環状のシート材１０、１１が配置されている。
【００２０】
ここで、図２に示すように、第1の当接環６と光学素子Ｇ１が当接している箇所の接線角度α２よりも、第１の当接環６と第１の押え環５の円錐面の接線角度α１の方が鋭角となっている。すなわちα１＜α２であり、第１の当接環６が光学素子Ｇ１を調芯する精度よりも、第１の押え環５が第１の当接環６を調芯する精度の方が高くなっている。
【００２１】
上述した説明は、レンズＧ１についてのみであるが、レンズＧ２、Ｇ３に関しても同様であり、レンズＧ２と当接する第２の当接環８のなす接線角度よりも、第２の当接環８と第２の押え環７がなす接線角度の方が鋭角となっている。
【００２２】
（組立手順）
次に、図１、図２、図３を用いて組立手順を説明する。先ず、レンズ鏡筒４にＧ３シート１１、及びＧ２、Ｇ３の貼り合わせのレンズＧ２、Ｇ３を挿入する。次に、レンズ鏡筒４の円周方向に設けられた２箇所の当接環回転規制部４ｂに、回転規制突起８ｂを位置合わせしつつ、レンズＧ２に当接する位置まで第２の当接環８を挿入する。更に、第２の押え環７の円錐面７ａが第２の当接環８の円錐面８ａに当接するまで、第２の押え環７をレンズ鏡筒４にねじ込んでいく。
【００２３】
このとき、回転規制突起８ｂがレンズ鏡筒４の当接環回転規制溝４ｂと係合している構成の回転規制部材によって、第２の当接環８は回転できない状態でレンズＧ２に当接している。そして、ネジ７ｂで螺合している第２の押え環７が回転繰り出しされつつ、第２の押え環７、第２の当接環８の円錐面７ａ、８ａ同士が当接し、第２の押え環７と第２の当接環８の円錐面の間で回転摺動が生じる。一方、第２の当接環８は、回転規制部材としての回転規制突起８ｂと当接環回転規制溝４ｂによって回転が規制されているため、第２の当接環８とレンズＧ２の間では、回転摺動は生じない。
【００２４】
このような円錐面７ａ、８ａ同士が当接することで、第２の押え環７と第２の当接環８の回転軸は一致する。更に、第２の当接環８とレンズＧ２、Ｇ３との間でも、傾斜面同士が当接することにより、レンズＧ２、Ｇ３の光軸と第２の当接環８の回転軸（中心軸）が一致していく。そして、第２の押え環７の回転繰り出しが停止する際は、ネジの調芯性により、レンズ鏡筒４の回転軸（中心軸）と、第２の押え環７の回転軸（中心軸）とが、一致した状態で、レンズＧ２、Ｇ３、第２の当接環８、第２の押え環７が固定される。
【００２５】
そして、更にレンズ鏡筒４にＧ１シート１０、及びレンズＧ１を挿入する。レンズ鏡筒４に設けられた２箇所の当接環回転規制部４ｂに、回転規制突起６ｂを位置合わせしつつ、レンズＧ１に当接する位置まで第１の当接環６を挿入する。更に、第１の押え環５の円錐面５ａが第１の当接環６の円錐面６ａに当接するまで、第１の押え環５をレンズ鏡筒４にねじ込んでいく。
【００２６】
このとき、回転規制突起６ｂがレンズ鏡筒４の当接環回転規制溝４ｂと係合している構成の回転規制部材によって、第１の当接環６は回転できない状態でレンズＧ１に当接している。そして、ネジ５ｂで螺合している第１の押え環５が回転繰り出しされつつ、第１の押え環５、第１の当接環６の円錐面５ａ、６ａ同士が当接し、第１の押え環５と第１の当接環６の円錐面の間で回転摺動が生じる。一方、第１の当接環６は、回転規制部材としての回転規制突起６ｂと当接環回転規制溝４ｂによって回転が規制されているため、第１の当接環６とレンズＧ１の間では、回転摺動は生じない。
【００２７】
このような円錐面５ａ、６ａ同士が当接することで、第１の押え環５と第１の当接環６の回転軸は一致する。更に、第１の当接環６とレンズＧ１との間でも、傾斜面同士が当接することにより、レンズＧ１の光軸と第１の当接環６の回転軸（中心軸）が一致していく。そして、第１の押え環５の回転繰り出しが停止する際は、ネジの調芯性により、レンズ鏡筒４の回転軸（中心軸）と、第１の押え環５の回転軸（中心軸）とが、一致した状態で、レンズＧ１、第１の当接環６、第１の押え環５が固定される。
【００２８】
以上により、レンズ鏡筒４に対して第１の押え環５と第２の押え環７がネジ調芯されることで、それぞれ第１の当接環６と第２の当接環８を介して光学素子Ｇ１とＧ２、Ｇ３がレンズ鏡筒４の回転軸（中心軸）中心に精度良く調芯される。
【００２９】
《第２の実施形態》
第１の実施形態では、レンズと当接環との回転摺動を生じさせないように、第１の当接環６と第２の当接環８に、レンズ鏡筒４との回転を規制する回転規制突起６ｂ、８ｂを設け、レンズ鏡筒４の当接環回転規制溝４ｂに係合させる構成を用いた。本実施形態は、当接環回転規制溝４ｂ、回転規制突起６ｂ、８bという回転規制部材を用いる方式の替わりに、回転摺動における摺動摩擦力に差を持たせることでレンズと当接環との回転摺動を抑制するという方式を用いたものである。
【００３０】
即ち、押え部材と当接部材との間で生ずる回転摺動における摺動摩擦力を、レンズと当接部材との間で生ずる回転摺動における摺動摩擦力より小さく設定したものである。これにより、本実施形態では、当接環回転規制溝４ｂ、回転規制突起６ｂ、８bは廃止可能である。他の点は、第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同じものに関する説明は省略する。
【００３１】
本実施形態を示す図３で、図１と同じ符号は同じ部材を示す。図３で、当接環６の円錐面６ａと押え環５の円錐面５ａが接する接線角度α１（鋭角）は、レンズG1と当接環６が接する接線角度α２（鋭角）より小さく設定されている。これにより、ネジ５ｂによる調芯性の精度を向上させることができる。なお、以上の説明はレンズＧ１に関するものであったが、他のレンズＧ２、Ｇ３に関しても同様に適用できる。
【００３２】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図４、図５により説明する。本実施形態では、第１の実施形態における円錐面５ａ、６ａを用いた回転摺動部の替わりに、遊星回転部材を押え部材と当接部材の間に設けた回転摺動部を用いるものである。そして、本実施形態では、第１の実施形態における当接環回転規制溝４ｂ、回転規制突起６ｂ、８bは廃止可能である。他の点は、第１の実施形態と同じであり、第１の実施形態と同じものに関する説明は省略する。
【００３３】
以下、レンズＧ１とレンズ鏡筒４の調芯についてのみ説明するが、他のレンズにも適用できるものであり、レンズ鏡筒４内の必要なレンズ同士の調芯を行うことが可能である。先ず、レンズ鏡筒４にＧ１シート、光学素子Ｇ１を挿入する。更に、第１の当接環２３をレンズＧ１に当接する位置まで挿入し、更に第１の当接環２３にボールリテーナ２２を配置する。ボールリテーナ２２には、ボール保持孔２２ａが円周方向に複数個設けられ（例えば、ほぼ角度等分で３箇所）、ボール保持孔２２に転動ボール２１をそれぞれ配置する。転動ボール２２は、第１の当接環２３に設けられた溝部であるＶ溝２３ａ上に周方向で光軸中心に複数個、一体的に保持される。
【００３４】
次に、レンズ鏡筒４に第１の押え環２０をねじ込んでいき、第１の押え環２０に設けられたＶ溝２０ａに、第１の当接環２３のＶ溝状に配置された転動ボール２１が当接するまで繰り込む。第１の押え環２０と第１の当接環２３は、それぞれのＶ溝２０ａと２３ａに転動ボールを挟んだ状態で構成される。
【００３５】
第１の当接環２３とレンズＧ１との間の摺動摩擦力に対して、第１の当接環２３と第１の押え環２０との間の回転摺動における摺動摩擦力が圧倒的に小さい。このため、第１の押え環２０を回転させながら繰り込んでいっても、レンズＧ１と第１の当接環２３の間で回転摺動が生じることはない。また、転動ボール２１を第１の押え環２０のＶ溝２０ａと第１の当接環２３のＶ溝２３ａが受けることで、第１の押え環２０と第１の当接環２３は精度良く回転中心軸が一致する。
【００３６】
以上により、レンズ鏡筒４に対して第１の押え環２０がネジ調芯されることで、第１の当接環２３を介してレンズＧ１が回転軸中心に精度良く調芯される。
【００３７】
（変形例）
以上、本発明の実施形態を述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一性の範囲内で種々の変形が可能である。
【００３８】
（変形例１）
上述した第２の実施形態では、第１の実施形態における当接環回転規制溝４ｂ、回転規制突起６ｂ、８bを用いずに、当接環６の円錐面６ａと押え環５の円錐面５ａが接する接線角度を小さくした。しかし、レンズＧ１と当接環６との回転摺動を抑制する方式としては、これに限られない。第１の押え環５の円錐面５ａと第１の当接環６の円錐面６aとが摺動するときの当摺動面５ａ、６aに、潤滑加工を施す、あるいは潤滑剤を塗布するという方式を用いても良い。
【００３９】
（変形例２）
上述した第３の実施形態では、押え環と当接環の間の遊星回転部材を転動ボールとしたが、これは押え環と当接環の受け形状を遊星回転部材が光軸中心に保持できる形状としたものであり、ローラーあるいはギヤのようなものでも良く、効果は変わらない。また、第３の実施形態で、転動ボールをボールリテーナで等間隔に角度位相保持していたが、ボールリテーナを用いずに全周ボールレースとしても良い。
【００４０】
（変形例３）
なお、上述した実施形態、変形例を、本発明の範囲内で適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４１】
４・・レンズ鏡筒、５・・第１の押え環、５ａ・・・円錐面、６・・第1の当接環、６ａ・・円錐面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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