(57)【要約】【課題】付勢手段によって被写体側からと像面側からとの両側から荷重が加わる光学要素の位置を精密に決定することを可能にしたレンズ装置を提供すること。【解決手段】レンズ装置は、第１の光学要素を保持して光軸方向へ相対的に移動可能な第１の光学要素支持枠７と、第１の光学要素支持枠７をそれぞれ像面側と被写体側とから付勢する第１の付勢手段９及び第２の付勢手段１０と、を有する。第１の付勢手段９の付勢の荷重及び第２の付勢手段１０の付勢の荷重の合力の方向が、第１の光学要素支持枠７が光軸方向へ相対的に移動する範囲にわたって、一定である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光学要素を保持して光軸方向へ相対的に移動可能な第１の光学要素支持枠と、前記第１の光学要素支持枠をそれぞれ像面側と被写体側とから付勢する第１の付勢手段及び第２の付勢手段と、を有するレンズ装置であって、
前記第１の付勢手段の付勢の荷重と前記第２の付勢手段の付勢の荷重との合力の方向が、前記第１の光学要素支持枠が光軸方向へ相対的に移動する範囲にわたって、一定であることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記第１の光学要素を含む少なくとも２種のレンズ群と、其々レンズ群を保持して光軸方向へ移動可能な前記第１の光学要素支持枠を含む複数のレンズ群支持枠と、各レンズ群支持枠を像面側と被写体側とから付勢する、前記第１の付勢手段と前記第２の付勢手段を含む２種のバネ部材と、を有し、
前記第１の付勢手段を含む第１のバネ部材のバネ荷重をＰ１とし、前記第２の付勢手段を含む第２のバネ部材のバネ荷重をＰ２としたときに、各レンズ群が光軸方向へ相対的に移動する全域にわたって、Ｐ１＋Ｐ２＞０または Ｐ１＋Ｐ２＜０を満足し、前記一定の方向へ各レンズ群支持枠を付勢することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
第２の光学要素を保持して光軸方向へ相対的に移動可能な第２の光学要素支持枠と、第３の光学要素を保持して光軸方向へ相対的に移動可能な第３の光学要素支持枠と、を有し、
前記第１の付勢手段である第１のバネ部材は、前記第１の光学要素支持枠と前記第３の光学要素支持枠との間に設けられ、前記第２の付勢手段である第２のバネ部材は、前記第２の光学要素支持枠と前記第１の光学要素支持枠との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１の光学要素支持枠と前記２の光学要素支持枠はそれぞれレンズ群支持枠であり、前記第３の光学要素支持枠は絞りユニットであることを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１の付勢手段及び前記第２の付勢手段は、それぞれ圧縮バネであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１の光学要素支持枠はカム機構により光軸方向へ相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第１の光学要素はズームレンズ群あることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズなどの光学要素の駆動機構を有するレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラスを保持するレンズ枠や光量を調整する絞り装置等の光学要素を光軸方向へ相対的に移動させてズームやフォーカス、光量調整を行うレンズ装置が知られている。このようなレンズ装置では、各光学要素の位置を精密に決定するために、バネ部材によって光学要素を一方向へ付勢する構造が一般的である。
【０００３】
特許文献１では、絞り装置と該絞り装置の前後に設けられるレンズ群支持枠との間に各々バネを備え、レンズ間隔が変わると、レンズ群支持枠と絞り装置との間に設けられた片側のバネが完全に圧縮された後、他方のバネが圧縮される構造が開示されている。特許文献２では、２種類のズームレンズ群の間に複数のバネ部材を設け、各ズームレンズ群に備えられたカムフォロアに加わる付勢力を均一にする構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2013−152325号公報
【特許文献２】特開平11-326734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、上述の特許文献１に開示された技術では、レンズ群支持枠が其々異なる軌跡によって移動すると２種類のバネの荷重によっては絞り装置の位置が安定しないことがある。また、特許文献２に開示された技術では、１つのズームレンズ群が被写体側からと像面側からとの両側からバネ部材によって付勢されると、ズーム位置によっては、荷重方向が反転し、ズームレンズ群の位置が安定しないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明の一側面によるレンズ装置は、第１の光学要素を保持して光軸方向へ相対的に移動可能な第１の光学要素支持枠と、前記第１の光学要素支持枠をそれぞれ像面側と被写体側とから付勢する第１の付勢手段及び第２の付勢手段と、を有するレンズ装置であって、前記第１の付勢手段の付勢の荷重及び前記第２の付勢手段の付勢の荷重の合力の方向が、前記第１の光学要素支持枠が光軸方向へ相対的に移動する範囲にわたって、一定である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、付勢手段によって像面側と被写体側との両側から荷重が光学要素支持枠に加わり、光学要素の駆動範囲において、光学要素支持枠を一定方向へ付勢できるため、駆動範囲にわたり光学要素の位置を比較的精密に決めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による一実施例のレンズ装置のズーム部機構の断面図である。
【図２】本発明による一実施例のレンズ装置の分解斜視図である。
【図３】本発明による一実施例におけるカム環の展開図である。
【図４】本発明による一実施例におけるバネ部材による荷重の力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一側面による構成では、第１の付勢手段及び第２の付勢手段を用いて、光学要素を保持する光学要素支持枠をそれぞれ像面側と被写体側とから付勢する。そして、第１及び第２の付勢手段の付勢の荷重の合力の方向が、光学要素支持枠が光軸方向へ相対的に移動する範囲にわたって、一定であるように設定する。こうしたレンズ装置は、例えば、複数の光学要素の光軸方向の相対的な駆動によって焦点距離、又は、結像位置を変化させ、撮像装置などに用いることができる。光学要素の駆動範囲において、前記付勢の荷重の合力の方向が反転する状態が発生しないので、光学要素の位置を精密に決めることができ、レンズ装置の光学的性能が向上する。
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図１〜図４に図示した実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（実施例１）
図１から図４を参照して、本発明の実施例１によるレンズ装置について説明する。本実施例によるレンズ装置のズーム機構部１の光軸Ｏを含む断面における断面図を図１に、分解斜視図を図２に、カム環３の展開図を図３に示す。
【００１２】
本実施例のレンズ装置のズームレンズ群を駆動するズーム機構部１は複数（図示例では３）の光学要素支持枠であるレンズ群支持枠を相対的に移動させる機構を有する。ズーム機構部１は、複数のレンズ群支持枠を光軸Ｏに沿って並進移動させるための直線溝２ａを有するレンズ鏡筒２と、カム溝を有するカム環３と、カム環３を回転可能に保持する押え環４と、を有し、カムフォロア５を利用するカム機構を具備する。カム環３には、レンズ群支持枠６、７の軌跡であるカム溝３a、３ｂが形成される。ここで、レンズ群支持枠６の軌跡のカム溝を３ａとし、レンズ群支持枠７の軌跡のカム溝を３ｂとする。
【００１３】
相対的に移動可能なレンズ群支持枠６、７は其々、外周部にカムフォロア５を有し、カムフォロア５がカム環３のカム溝及びレンズ鏡筒２の直線溝２ａに係合することでレンズ群支持枠６、７はズーム機構部１に保持される。他の種類の光学要素支持枠である絞りユニット８はレンズ鏡筒２に固定される。付勢手段であるバネ部材９、１０は圧縮バネであり、バネ部材９は絞りユニット８とレンズ群支持枠７に挟持され、バネ部材１０はレンズ群支持枠６とレンズ群支持枠７に挟持される。また、バネ部材９、１０はズーム全域で常に圧縮された状態で保持される。カム環３はレンズ鏡筒２の外周部に設けられるズームリング（不図示）とピン結合される。レンズ群支持枠６、７の間隔は、カム溝の軌跡によって変化するため、ズーム位置によってバネ部材９、１０による荷重が変化する。
【００１４】
本実施例のレンズ装置におけるバネ部材による荷重の条件について説明する。バネ部材９の荷重をＰ１とし、バネ部材１０の荷重をＰ２とする。すなわち、レンズ群支持枠６に加わる荷重はＰ２となり、レンズ群支持枠７に加わる荷重はＰ１とＰ２の合力となる。本実施例では、レンズ群支持枠７に加わるＰ１とＰ２との荷重の方向は互いに反対であり、Ｐ１の方向（被写体側の方向）をプラスとするとＰ２の方向（像面側の方向）はマイナスとなる。レンズ群支持枠６に加わる荷重Ｐ２の方向は常に被写体側の方向である。
【００１５】
レンズ群支持枠の位置によるバネ部材の力の関係を図４に示す。図４の最右端の破線は絞りユニット８の位置を示す。先ず、レンズ群支持枠６、７の間隔Ｌ１によるバネ荷重Ｐ１、Ｐ２の関係について説明する。間隔が最大（Ｌ１max）となる位置での荷重（Ｐ２min）は、同じズーム位置での荷重（Ｐ１ａ）よりも大きくなり、間隔が最小（Ｌ１min）となる位置での荷重（Ｐ２max）は、同じズーム位置での荷重（Ｐ１ｂ）よりも大きくなるように設定する。次に、レンズ群支持枠７と絞りユニット６の間隔Ｌ２によるバネ荷重Ｐ１、Ｐ２の関係について説明する。間隔が最大（Ｌ２max）となる位置での荷重（Ｐ１min）は同じズーム位置での荷重（Ｐ２ａ）よりも小さくなり、間隔が最小（Ｌ２min）となる位置での荷重（Ｐ１max）は同じズーム位置での荷重（Ｐ２ｂ）よりも小さくなるように設定する。
【００１６】
以上の荷重条件によって、レンズ群支持枠７に加わる荷重の合力（Ｐ１＋Ｐ２）は、ズーム全域で常に一定の方向（像面側の方向）に荷重が加わる条件となるように設定される。本実施例では、２種類のレンズ群の移動に関して、１つのレンズ群に、付勢手段によって被写体側からと像面側からとの両側から荷重が加わる条件としている。同様に、３種類以上のレンズ群の場合においても、付勢手段によって被写体側からと像面側からとの両側から荷重が加わるレンズ群を複数設け、上記の如く荷重の方向を設定すれば、同様な効果を得ることができる。ただし、上記設定により、レンズ群支持枠７について、ほとんどの場合、駆動全域でＰ１＋Ｐ２＞０またはＰ１＋Ｐ２＜０を満足するが、必然的に駆動全域でそうなるとは言い切れない。したがって、荷重の合力が駆動全域で常に一定の方向になることを確認し、そうならないことが見出された場合は、調整ないし再設定を行い、これを繰り返せばよい。
【００１７】
以上の構造を有する本実施例のレンズ装置における、レンズ群支持枠６、７の移動について説明する。ズームリング（不図示）を回転することによって、カム環３を回転させ、レンズ群支持枠６、７をカム溝３ａ、３ｂの軌跡に従って光軸方向へ相対的に移動させることで変倍する。その際、レンズ群支持枠６、７はバネ部材９、１０によって、ズーム全域にわたって常に一定の方向へ付勢される。よって、レンズ群支持枠６、７に設けられたカムフォロア５をカム溝３ａ、３ｂの側面へ常に当接させることが可能となり、レンズ群支持枠６、７の位置を精密に保持することが可能となる。撮像素子の大きな大判センサーを搭載したカメラに対応する光学系においては、高性能の光学性能が要求されるため本実施例の構成は特に有効である。
【００１８】
本実施例においては、ズーム部のレンズ群支持枠に作用するバネ部材の構成について述べたが、フォーカス部やアイリス部等の光学要素が光軸方向へ移動する構成におけても、同様な作動が可能となる。また、本実施例においてはカムフォロア５によるカム構造について述べたが、カム構造に限定されず、光学要素を光軸方向に駆動する機構であれば同様な作動が可能となる。さらに、バネ部材９、１０を圧縮バネとしているが、この限りでない。複数のバネ（付勢手段）によって荷重が加わる光学要素に関し、駆動する全域にわたって付勢手段であるバネ部材による荷重の合力が一定の方向となれば同様な作動が可能となる。
【００１９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２０】
３ａ、３ｂ：カム溝
５：カムフォロア
６：レンズ群支持枠（第２の光学要素支持枠）
７：レンズ群支持枠（第１の光学要素支持枠）
８：絞りユニット（第３の光学要素支持枠）
９：バネ部材（第１の付勢手段）
１０：バネ部材（第２の付勢手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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