(57)【要約】【課題】部品点数の削減と光学性能の低下を防止することが可能なレンズ鏡筒と光学機器を提供すること【解決手段】レンズ鏡筒は、一体に形成された突起１０９ａと、直進溝１０９ｄを備えた固定筒１０９と、周方向に延びて突起と係合する周溝１１２ａと、カムフォロワ１１２ｂを備え、突起と周溝との係合により、光軸周りに回転可能なカム部材１１２と、カムフォロワと係合するカム１０１ａと、直進溝と係合する突起１０１ｂを有し、カム部材が回転するとカムフォロワとカムとの係合により、光軸方向に移動する第１レンズ鏡筒１０１と、カムフォロワの近傍に固定され、光軸方向に沿ってカム部材と固定筒の間に弾性力を加える弾性部材１２７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズからなる光学系を保持するレンズ鏡筒であって、
一体に形成された突起と、第１の直進溝を備えた固定筒と、
周方向に延びて前記固定筒の前記突起と係合する周溝と、第１のカムフォロワを備え、前記突起と前記周溝との係合により、前記光学系の光軸方向には移動せずに光軸周りに回転可能なカム部材と、
前記カム部材の前記第１のカムフォロワと係合するカムと、前記固定筒の前記第１の直進溝と係合する第１の係合部を有し、前記カム部材が回転すると前記第１のカムフォロワと前記カムとの係合により、前記光軸方向に移動する第１の移動筒と、
前記カム部材の前記第１のカムフォロワの近傍に固定され、前記光軸方向に沿って前記カム部材と前記固定筒の間に弾性力を加える弾性部材と、
を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記固定筒の前記突起と前記カム部材の前記周溝はバヨネット結合されてい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】
前記カム部材は、前記第１のカムフォロワの近傍に設けられて前記光軸方向に延びる開口部を更に備え、
前記弾性部材は前記カム部材の前記開口部に挿入されて固定され、
前記固定筒は、前記カム部材が回転すると前記弾性部材が摺動する前記光軸方向に直交する面を有する摺動部を更に備え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。
【請求項４】
前記固定筒の前記突起は前記弾性部材が前記摺動部の前記面を摺動する範囲の中央近傍に設けられていることを特徴とする請求項３項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記固定筒は、前記第１の移動筒の前記カムと干渉しない切り欠きを更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記開口部に固定された前記弾性部材は、前記開口部と前記固定筒の前記摺動部との隙間から突出してい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】
前記固定筒は第２の直進溝を更に備え、
前記カム部材はカム溝を更に備え、
前記レンズ鏡筒は、前記固定筒の前記第２の直進溝と係合する第２の係合部と、当該第２の係合部に固定されて前記カム部材の前記カム溝と係合する第２のカムフォロワと、を備え、前記カム部材が回転すると前記第２の直進溝と前記第２の係合部との係合と前記第２のカムフォロワと前記カム溝との係合により、光軸方向に移動する第２の移動筒を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
カム溝は前記光軸方向に対して傾斜してい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】
請求項１乃至８のうちいずれか１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒およびそれを有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ズーム操作環を回転させると、３つのレンズユニットが光軸方向に駆動される４群構成のレンズ鏡筒を開示している。ズーム操作環は周方向に延びる周溝を有し、カメラ本体に対して固定される固定筒の外周にビスで取り付けられたコロが周溝に嵌合する。このため、ズーム操作環は光軸方向に進退できず、周溝とコロとを介した定位置の回転のみが可能である。特許文献２は、弾性部材を定位置回転部材と固定部材の間に設け、光軸方向に付勢するレンズ鏡筒を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４２５２６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成は、周溝とコロのガタによりレンズユニットの位置ずれが生じ、光学性能が低下するおそれがある。この問題を解決するために、特許文献２に開示された弾性部材を使用することが考えられるが、他の部材と干渉しないように弾性部材を配置することは困難であり、弾性部材が摺動して適正な付勢力が得られなかったりするおそれもある。また、コロによる部品数の増加やコロ取り付けの作業増加によるコストアップの問題もある。
【０００５】
本発明は、部品点数の削減と光学性能の低下を防止することが可能なレンズ鏡筒と光学機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズ鏡筒は、複数のレンズからなる光学系を保持するレンズ鏡筒であって、一体に形成された突起と、第１の直進溝を備えた固定筒と、周方向に延びて前記固定筒の前記突起と係合する周溝と、第１のカムフォロワを備え、前記突起と前記周溝との係合により、前記光学系の光軸方向には移動せずに光軸周りに回転可能なカム部材と、前記カム部材の前記第１のカムフォロワと係合するカムと、前記固定筒の前記第１の直進溝と係合する第１の係合部を有し、前記カム部材が回転すると前記第１のカムフォロワと前記カムとの係合により、前記光軸方向に移動する第１の移動筒と、前記カム部材の前記第１のカムフォロワの近傍に固定され、前記光軸方向に沿って前記カム部材と前記固定筒の間に弾性力を加える弾性部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、部品点数の削減と光学性能の低下を防止することが可能なレンズ鏡筒と光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のレンズ鏡筒の展開図である。（実施例１）
【図２】図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。（実施例１）
【図３】図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。（実施例１）
【図４】図２に示すレンズ鏡筒の部分分解斜視図である。（実施例１）
【図５】図２に示すレンズ鏡筒の部分断面図である。（実施例１）
【図６】本発明のレンズ鏡筒の図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図２、図３は、実施例１のレンズ鏡筒である交換レンズ１００を、光軸ＡＸを通る面で切断したときの断面図であり、図２と図３は光軸ＡＸを通る面が異なっている。図４は、交換レンズ１００の部分分解斜視図である。交換レンズ１００は、デジタル一眼レフカメラやミラーレスカメラのカメラ本体に装着可能である。但し、本発明は、ズーム光学系を一体に有するデジタルスチルカメラやビデオカメラなどの光学機器（撮像装置）に適用可能である。
【００１１】
交換レンズ１００は、図２及び図３に示すように、物体側（紙面左側）から順に、第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４を有する４群構成の撮影レンズ（撮影光学系）を収納している。撮影光学系は、物体（被写体）の光学像を形成する。
【００１２】
第２レンズ群は、像ぶれ補正のために光軸に垂直な方向に移動する補正レンズ群Ｌ２ａ（シフトレンズ群）、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカス群Ｌ２ｂ、およびレンズ群Ｌ２ｃから構成される。焦点距離を変更するズームミング時（変倍時）は第１レンズ群Ｌ１〜第４レンズ群Ｌ４がそれぞれ光軸方向に移動する。
【００１３】
第１レンズ群Ｌ１は第１レンズ鏡筒１０１に保持されている。補正レンズ群Ｌ２ａは第２ａレンズ鏡筒１０２に、フォーカス群Ｌ２ｂは第２ｂレンズ鏡筒１０３に、第２ｃレンズ鏡筒１０４はレンズ群Ｌ２ｃに、それぞれ保持されている。第３レンズ群Ｌ３は第３レンズ鏡筒１０５に、第４レンズ群Ｌ４は第４レンズ鏡筒１０６にそれぞれ保持されている。
【００１４】
交換レンズ１００は、カメラ本体（不図示）に着脱可能に装着するためのマウント１０７を有する。マウント１０７には、カメラ本体と交換レンズ１００間で通信のためのコネクタ１０８が設けられ、コネクタ１０８には、レンズシステム制御回路が構成された制御基板１２４が接続されている。マウント１０７は、固定筒１０９にネジにより取り付けられているので、固定筒１０９は、変倍（ズーミング）及び焦点調節（フォーカス）に際して不動である。
【００１５】
固定筒１０９の外周に設けられているＳＷノブ１１０および１１１を操作することにより、オートフォーカスや像振れ補正などの機能の使用可否を選択できる。固定筒１０９は、突起１０９ａ、切り欠き１０９ｂ、円筒部１０９ｃ、直進溝（第１の直進溝）１０９ｄ、直進溝（第２の直進溝）１０９ｅ、摺動部１０９ｆを有する。突起１０９ａは、円筒部１０９ｃと（樹脂成型などで）一体に形成されている。直進溝１０９ｄ、１０９ｅは円筒部１０９ｃに形成されている。摺動部１０９ｆは光軸に直交する面を有する。
【００１６】
１１２はカム部材であり、周方向に延びる周溝１１２ａ、カムフォロワ（第１のカムフォロワ）１１２ｂ、有底カム（カム溝）１１２ｃ、調整穴１１２ｄ、開口部１１２ｅを有する。周溝１１２ａには固定筒１０９に設けられた突起１０９ａがバヨネット結合（係合）している。カム部材１１２は、突起１０９ａと周溝１１２ａとの係合により、固定筒１０９に対して光軸方向には移動せず（即ち、光軸方向における定位置で）、光軸回りで回転可能となっている。
【００１７】
このように、本実施例は、コロの代わりに固定筒１０９に突起１０９ａを一体的に形成することによって部品点数の増加やコロを取り付けるための作業の増加によるコストアップを防止している。
【００１８】
第１レンズ鏡筒（第１の移動筒）１０１の外周側にはカム部材１１２の内周に設けられたカムフォロワ１１２ｂと係合する凸カム１０１ａが設けられている。また、カムフォロワ１１２ｂと凸カム１０１ａが係合するように、固定筒１０９には、凸カム１０１ａを逃げた切り欠き１０９ｂが３か所に設けられている。また、第１レンズ鏡筒１０１には、固定筒１０９の円筒部１０９ｃの内周に設けられた直進溝１０９ｄに係合する突起（第１の係合部）１０１ｂが設けられている。凸カム１０１ａおよびカムフォロワ１１２ｂ、突起１０１ｂおよび直進溝１０９ｄは、１２０°等分で３ヶ所に設けられている。
【００１９】
カムフォロワ１１２ｂと同位相の位置に（カムフォロワ１１２ｂの近傍に）、弾性部材１２７がカム部材１１２に固定されている。弾性部材１２７は、固定筒１０９の摺動部１０９ｆの光軸方向に直交する面に接触してカム部材１１２が回転するとこの面を摺動する。突起１０９ａは弾性部材１２７が摺動部１０９ｆの面を摺動する範囲の中央近傍に設けられている。弾性部材１２７は、カム部材１１２と固定筒１０９の間に弾性力を加え、ゴムやバネから構成され、光軸方向のガタ取りを行っている。これにより、レンズユニットの位置ずれが発生せず、光学性能を維持することができる。
【００２０】
第２ｃレンズ鏡筒（第２の移動筒）１０４は、円筒部１０４ａの外周から放射方向に延出する腕部（第２の係合部）１０４ｂを有し、腕部１０４ｂは、固定筒１０９に設けられた直進溝１０９ｅに係合している。腕部１０４ｂの先端には、カムフォロワ（第２のカムフォロワ）１１３がビス等により固定されている。カムフォロワ１１３は、カム部材１１２の内周に設けられた有底カム１１２ｃに係合しており、公知の偏芯カムフォロワとしておけば、調整穴１１２ｄを通して回転させることで、第２ｃレンズ鏡筒１０４の光軸に対する倒れ量を調整することが可能となる。カムフォロワ１１２ｂとカムフォロワ１１３は光軸方向にずれている。
【００２１】
第３レンズ鏡筒１０５は、外周にカムフォロワ１０５ａが設けられ、カムフォロワ１０５ａは、第２ｃレンズ鏡筒１０４の円筒部１０４ａ内周に設けられた凸カム１０４ｃと係合している。
【００２２】
１１４は３群キーで、カム部材１１２の内周にビスで固定されている。３群キー１１４は、光軸方向に延びるガイド部１１４ａを有し、ガイド部１１４ａは、第３レンズ鏡筒１０５に設けられているキー係合部（不図示）と係合している。
【００２３】
前述したように、第２レンズ群Ｌ２ａは光軸に垂直な方向に移動可能な補正レンズ群である。防振ユニット１Ａは、第２レンズ群Ｌ２ａを保持する第２ａレンズ鏡筒１０２と、第２ａレンズ鏡筒１０２を光軸に直交し、かつ互いに直交する２方向に移動させるための２組の防振アクチュエータ（マグネット及びコイル）を有する。防振ユニット１Ａは、ネジ等により第２ｃレンズ鏡筒１０４取り付けられる。
【００２４】
１１５はフォーカスモータであり、ネジにより、第２ｃレンズ鏡筒１０４取り付けられている。フォーカスモータ１１５はリードスクリュー（不図示）を有し、リードスクリューは、第２ｂレンズ鏡筒１０３に支持されたラック１１６と螺合する。
【００２５】
第２ｂレンズ鏡筒１０３は、ガイドバー１１７、および１１８とそれぞれ係合する穴１０３ａ、および１０３ｂを有する。ガイドバー１１７、および１１８は、共に、第２ｃレンズ鏡筒１０３と防振ユニットベース１１９により前後で支持されている。
【００２６】
１Ｂは電動絞りユニット（電子ユニット）であり、ネジ等により第２ｃレンズ鏡筒１０４に取り付けられている。第４レンズ鏡筒１０６も同様にネジ等により第２ｃレンズ鏡筒１０４に取り付けられている。
【００２７】
従って、防振ユニット１Ａ、第２ｂレンズ鏡筒１０３、電動絞りユニット１Ｂ、および第４レンズ鏡筒１０６は、ズーム動作時に第２ｃレンズ鏡筒１０４と一体的に光軸方向に移動する。
【００２８】
１２０は圧縮バネであり、第２ｃレンズ鏡筒１０４に対して、第３レンズ鏡筒１０５を光軸方向に付勢している。１２１はズームリングゴムであり、カム部材１１２の外周に取り付けられていて、操作感触を向上させるとともに、周溝１１２ａおよび調整穴１１２ｄを塞ぐ効果も有する。
【００２９】
固定筒１０９の円筒部１０９ａの先端にはフォーカス操作環１２２が配置されており、フォーカス操作環１２２は固定筒１０９とフォーカス操作環支持筒１２３により挟持支持されている。フォーカス操作環１２２は固定筒１０９の円筒部１０９ｃの外側で光軸方向の定位置にて光軸回りに回転可能である。
【００３０】
次に、変倍（ズーミング）に際してカム部材１１２が操作されたときの動作を説明する。以下の説明において、光軸回りで回転することを単に「回転する」といい、光軸方向に移動することを「直進する」という。カム部材１１２は、前述したように、固定筒１０９に対して光軸方向における定位置にて回転する。
【００３１】
カム部材１１２が回転すると、凸カム１０１ａ、カムフォロワ１１２ｂ、突起１０１ｂ、および直進溝１０９ｄの相互作用により、第１レンズ鏡筒１０１が回転せずに直進する。同様に、コロ１１４、有底カム１１２ｃ、腕部１０４ｂ、および直進溝１０９ｅの相互作用により、第２ｃレンズ鏡筒１０４と、第２ｃレンズ鏡筒１０４に固定された防振ユニット１Ａ、および第４レンズ鏡筒１０６が回転せずに直進する。さらに、カム部材１１２に固定された３群キー１１４が一体に回転し、３群キー１１４と係合する第３レンズ鏡筒１０５も一体にカム部材１１２と同量回転し、凸カム１０４ｃとカムフォロワ１０５ａの相互作用により第３レンズ鏡筒１０５は直進する。ズームによる画角変更時でも合焦状態を維持するために、コンピュータズーム制御によりフォーカス群Ｌ２ｂをフォーカスモータ１１５により所定の位置に駆動させる。フォーカスモータ１１５の回転力はラック１１６を介してフォーカス群Ｌ２ｂを保持する第２ｂレンズ鏡筒１０３を直進させる。これにより、交換レンズ（ズーム光学系）１００の変倍（焦点距離の変更）が行われる。
【００３２】
次に、焦点調節に際してフォーカス操作環１２２が操作されたときの動作について説明する。フォーカス操作環１２２の内周に形成された櫛歯状の複数の突起部１２２ａが不図示のフォトインタラプタの発光部と受光部の間を通過することで矩形波信号を出力する。この矩形波信号をカウントしたり入力間隔をモニタしたりすることで、フォーカス操作環１２２の回転方向と回転量又は回転速度を検出することができる。この回転方向と回転量又回転速度に応じてフォーカスモータ１１５を駆動制御させる。フォーカスモータ１１５の回転力はラック１１６を介して第２ｂレンズ鏡筒１０３を直進させる。これにより、交換レンズ（ズーム光学系）の焦点調節が可能となる。
【００３３】
次に、カメラ本体（不図示）からのオートフォーカス信号に応じてフォーカス駆動ユニット１Ａが動作するときのオートフォーカス動作について説明する。制御基板１２４は、カメラ本体側からのオートフォーカス信号を受信すると、フォーカスモータ１１５を駆動させる。フォーカスモータ１１５の回転力はラック１１６を介して第２ｂレンズ鏡筒１０３を直進させる。これにより、交換レンズ（ズーム光学系）のオートフォーカスが可能となる。
【００３４】
図１は、交換レンズ１００の部分展開図であり、図１（ａ）は一群組み込み時の配置、図１（ｂ）はＷＩＤＥ状態、図１（ｃ）はＴＥＬＥの状態を示している。図５は光軸中心を通る部分断面図であり、１群鏡筒については凸カム１０１ａのみ図示している。有底カム１１２ｃは光軸方向に対して傾斜している。
【００３５】
固定筒１０９が定位置で回転することを可能にする光軸方向の位置規制部材である突起１０９ａは、従来のコロの代わりに使用されているが、外スライドでなければ固定筒１０９を作成することができない。
【００３６】
弾性部材１２７は、カム部材１１２に設けられた光軸方向に延びる開口部１１２ｅに挿入されて固定されている。これにより、ビス等の部品数を増やさずに、簡易に弾性部材１２７を取り付けられるようになった。また、固定筒１０９は外スライドで作成されているため、カム部材１１２に弾性部材１２７を固定している。カムフォロワ１１２ｂと同位相に弾性部材１２７を配置しているので、弾性部材１２７が固定筒１０９と干渉してカム部材１１２の回転が制限される可能性が減少する。弾性部材１２７を等角度間隔で光軸周りに配置することによってレンズユニットの光軸周りの倒れを防止することができる。また、図１（ａ）に示すように、第１レンズ鏡筒１０１を組み込む場合、固定筒１０９の切り欠１０９ｂの位相範囲内で凸カム１０１ａの位相外から組み込む必要がある。弾性部材１２７とカムフォロワ１１２と位相を一致させることによって組み込み時の無駄なスペースが不要となる。これにより、部品点数を増やさずカムの回転角にも影響なく光学性能の低下を防止することができる。
【実施例２】
【００３７】
図６は、実施例１と異なる実施例２の構成を示し、図６（ｂ）、（ｃ）は図６（ａ）の四角の実線内部を拡大図である。図６（ｂ）に示すように、弾性部材１２７の径方向の幅Ａは固定筒１０９の摺動部１０９ｆの径方向の幅Ｂよりも大きくなっている。また、図６（ｃ）に示すように、弾性部材１２７の径方向の幅Ａはカム部材１１２の開口部１１２ｅの径方向の幅Ｄより大きい。これにより、カム部材１１２の開口部１１２ｅと摺動部１０９ｆとの隙間より突出する部分がストッパーとなり、弾性部材１２７をカム部材１１２の開口部１１２ｅから外れにくくすることができる。本実施例でも、部品点数を増やさずカムの回転角にも影響なく光学性能の低下を防止するレンズ鏡筒およびそれを有する光学機器を提供することができる。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、デジタルカメラなどの光学機器の用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１００…交換レンズ（レンズ鏡筒）、１０１…第１レンズ鏡筒（第１の移動筒）、１０９…固定筒、１０９ａ…突起、１０９ｄ…直進溝（第１の直進溝）、１１２…カム部材、１１２ａ…周溝、１１２ｂ…第１のカムフォロワ、１２７…弾性部材
【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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【図６】
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