(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ群を保持するレンズ枠体と、
前記レンズ枠体を保持する固定筺体と、
前記固定筺体の内側に配置され、前記レンズ枠体を光軸方向に進退制御するカム部材と、
を有し、
前記固定筺体は、前記カム部材の内側まで延伸した延伸部を有し、
前記延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記固定筺体の側へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記延伸部および前記付勢部材は、前記カム部材の光軸方向の両方の端部に設けられ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】
前記付勢部材は、光軸周りに２つの角度方向にそれぞれ設けられ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】
前記付勢部材は、光軸周りに２つの角度方向にそれぞれ設けられており、前記付勢部材により片寄せする方向は、前記カム部材の光軸方向の両端部において、光軸方向から見たとき一致することを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記固定筺体には、前記付勢部材を挿入する開口部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記開口部は、光軸周りに３つの角度方向にそれぞれ設けられ、前記付勢部材は、その内の２つの角度方向に設けられることを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記開口部の光軸方向の長さは、前記付勢部材の光軸方向の長さより長いことを特徴とする請求項５または６に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記固定筺体は光軸方向に直進溝を備え、前記カム部材は光軸方向に交差するカム溝を備え、前記直進溝および前記カム溝に係合する係合部材と、
前記レンズ枠体を保持すると共に前記係合部材を保持する保持部材と、
を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
第１のレンズ群を保持する第１のレンズ枠体と、
第２のレンズ群を保持する第２のレンズ枠体と、
前記第１のレンズ枠体を保持する第１の固定筺体と、
前記第２のレンズ枠体を保持する第２の固定筺体と、
前記第１、第２の固定筺体の内側に配置され、前記レンズ群を光軸方向に進退制御するカム部材と、
を有し、
前記第１の固定筺体は、前記カム部材の光軸方向の一方の端部において前記カム部材の内側まで延伸した第１の延伸部を有し、
前記第２の固定筺体は、前記カム部材の光軸方向の他方の端部において前記カム部材の内側まで延伸した第２の延伸部を有し、
前記第１の延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記第１の固定筺体の側へ付勢する第１の付勢部材を設け、
前記第２の延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記第２の固定筺体の側へ付勢する第２の付勢部材を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項１０】
前記第１、第２の付勢部材は、光軸周りに２つの角度方向にそれぞれ設けられ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２つの角度方向にそれぞれ設けられる前記第１、第２の付勢部材により片寄せする方向は、前記カム部材の光軸方向の両端部において、光軸方向から見たとき一致することを特徴とする請求項１０に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１２】
前記第１、第２の固定筺体には、前記第１、第２の付勢部材を挿入する開口部をそれぞれ有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１３】
前記開口部は、光軸周りに３つの角度方向にそれぞれ設けられ、前記第１、第２の付勢部材は、その内の２つの角度方向に設けられることを特徴とする請求項１２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１４】
前記開口部の光軸方向の長さは、前記第１、第２の付勢部材のそれぞれの光軸方向の長さより長いことを特徴とする請求項１２または１３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラやプロジェクターなどレンズ鏡筒にレンズが搭載されている光学機器があるが、様々な状態で使用されている。例えば、カメラレンズ等では、通常の横長の撮影状態から９０°回転されて縦長の画像を撮影するのにも使用される。また、プロジェクターでは、据え置きの状態と表裏を逆にして天井に吊るされる（天吊り）状態で使用されることがかなりの割合である。
【０００３】
このような様々な状態に変化するとき、内部のレンズ群の姿勢と位置が変動して画質を劣化させることがあった。特に、カメラもプロジェクターも高画質化が進み、内部のレンズ群のわずかな変動も許容できなくなって来ている。この問題を解決するために、固定された鏡筒に対して、移動する筒をバネとボールで片寄せてガタを取る構造の提案がなされている（特許文献１）。
【０００４】
また、別の従来技術として、一般的なプロジェクターの投射レンズにおいて、内側カム環（内カム構造）として、カム環が固定鏡筒の内側にレイアウトされるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１ー０１７７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような片寄せ構造を設けるためには、各鏡筒の間に設けなくてはならず、さらに、回転や直進移動する移動部材の障害にならない位置に配置しなくてはならず装置の大型化を招いてしまう。また、片寄せバネの組込にあたって、干渉などが生じないように配慮しなくてはならず、カム環のレイアウトによっては片寄せを実施できないものもある。
【０００７】
更に、上述したカム環が固定鏡筒の内側にレイアウトされる場合は、このレイアウトでのガタ取り構造は装置を大型化してしまい、また片寄せるための板バネを組み込むための構造を設けることも困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、大型化することなく、内部のレンズ群の変動を抑えることができ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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ鏡筒は、レンズ群を保持するレンズ枠体と、前記レンズ枠体を保持する固定筺体と、前記固定筺体の内側に配置され、前記レンズ枠体を光軸方向に進退制御するカム部材と、を有し、前記固定筺体は、前記カム部材の内側まで延伸した延伸部を有し、前記延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記固定筺体の側へ付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る別のレンズ鏡筒は、第１のレンズ群を保持する第１のレンズ枠体と、第２のレンズ群を保持する第２のレンズ枠体と、前記第１のレンズ枠体を保持する第１の固定筺体と、前記第２のレンズ枠体を保持する第２の固定筺体と、前記第１、第２の固定筺体の内側に配置され、前記レンズ群を光軸方向に進退制御するカム部材と、を有し、前記第１の固定筺体は、前記カム部材の光軸方向の一方の端部において前記カム部材の内側まで延伸した第１の延伸部を有し、前記第２の固定筺体は、前記カム部材の光軸方向の他方の端部において前記カム部材の内側まで延伸した第２の延伸部を有し、前記第１の延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記第１の固定筺体の側へ付勢する第１の付勢部材を設け、前記第２の延伸部と前記カム部材との間に前記カム部材を前記第２の固定筺体の側へ付勢する第２の付勢部材を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、大型化することなく、内部のレンズ群の変動を抑えることができ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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズユニットを備えるレンズ鏡筒の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るレンズユニットを備えるレンズ鏡筒の右側面図（後方視図）である。
【図３】本発明の実施形態に係るレンズユニットを備えるレンズ鏡筒のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るレンズユニットを備えるレンズ鏡筒のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒を用いた光学機器としてのプロジェクタ装置に関するす光学系ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（光学機器）
図５は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒を投射光学系に用いた光学機器としてのプロジェクタ装置に関するす光学系ブロック図である。図５において、プロジェクタ装置１００は、光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２、１０３と、ミラー１０４と、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７と、液晶パネル素子１０８、１０９、１１０を備える。また、Ｘプリズム１１１と、輝度ホイールａ１１２と、輝度ホイールｂ１１３と、投射光学系としての投射レンズ系１１４を備える。
【００１５】
光源１０１は、白色光を出力する光源であり、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプなどがある。光源１０１からの白色光はダイクロイックミラー１０２により、緑（以下Ｇと記載）成分光と赤（以下Ｒと記載）、青（以下Ｂと記載）成分光とに分離される。Ｒ、Ｂ成分光はダイクロイックミラー１０３へ供給され、Ｒ成分光とＢ成分光とに分離される。
そして、分離されたＧ、Ｒ、Ｂの各成分光は、それぞれ偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７に供給される。Ｇ、Ｒ、Ｂの成分光は、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７からそれぞれ液晶パネル素子１０８、１０９、１１０へ供給される。
【００１６】
Ｇ、Ｂ、Ｒの成分光はそれぞれの液晶パネル素子により、入力映像信号に応じて偏光が制御され、再度、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７に戻る。そして、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７で、偏光状態により投影光としてＸプリズム１１１へ供給される成分光と、光源方向へ戻る成光分とに分離される。Ｘプリズムは、それぞれのＧ、Ｒ、Ｂ成分光を合成し合成光として投射レンズ系１１４に供給する。投射レンズ系１１４は、供給された合成光をスクリーン等へ投射し映像を表示する。
【００１７】
なお、図５における輝度ホイールａ１１２と輝度ホイールｂ１１３は、特開２０１４ー０４１２２７号公報に知られるように、光を透過する領域と遮光する領域があり、回転することにより投影光の透過、遮光する状態を作り出す遮光率調整部材である。
【００１８】
（レンズ鏡筒）
図５における投射レンズ系１１４をレンズユニットとして、以下、更に詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る５群構成のレンズユニットを備えるレンズ鏡筒の断面図である。１は固定の１群で、２は光軸方向に進退する２群、３は光軸方向に進退する３群、４は光軸方向に進退する４群、５は光軸方向に進退する５群（最終群）である。
【００１９】
６乃至１０はレンズ枠体であり、６は１群を保持する固定枠としての１群枠、７は２群を保持する２群枠、８は３群を保持する３群枠、９は４群を保持する４群枠、１０は５群を保持する５群枠である。１１は全てのレンズ群（１群乃至５群）を保持する固定筺体としての固定鏡筒、１２は２群乃至５群のそれぞれを光軸方向に進退制御させるためのカム部材としてのカム環である。
【００２０】
図１に示す４つのレンズ枠体にそれぞれ対応した係合部材としてのカムコロ１５は、固定鏡筒１１に設けられた光軸方向の直進溝（不図示）と、カム環１２に設けられた光軸方向に交差するカム溝（不図示）とに係合する。そして、カム環１２の回転により、レンズ枠体としての２群枠７、３群枠８、４群枠９、５群枠１０をそれぞれ光軸方向に進退制御する。１６は保持部材としてのコロビスで、レンズ枠体を保持すると共にカムコロ１５が抜け脱落、緩みが発生しないように保持するためのものである。上述したカムコロ１５、１６は、２群枠乃至５群枠に各々３個づつ（光軸周りに１２０度間隔）固定されている。
【００２１】
ここで、カム環１２は固定鏡筒１１の内側に配置され内側カム環（内カム構造）となっている。１３はレンズユニット前方からカム環１２を回すためのフォーカスリングで、固定鏡筒１１に回転摺動可能なように保持されている。１４はフォーカスリング１３の回転をカム環１２に伝達するフォーカスピンで、カム環１２の外周に固定されている。
【００２２】
１７はカム環１２を固定筐体としての固定鏡筒１１の側へ付勢する付勢部材としての片寄せバネ（後に詳述）で、固定鏡筒１１とカム環１２の間に２個（光軸周りに１２０度となる角度方向）配置されている。また、１８は１群枠６を保持するための固定枠としての１群補助枠、１８ａは片寄せバネ１７を保持するための１群補助枠１８の延伸部である。
【００２３】
（片寄せ構造）
以下、片寄せバネを用いた本実施形態における片寄せ構造について、詳細に説明する。先ず、組立て手順としては、固定鏡筒１１にカム環１２を挿入し、レンズ枠体である２群枠７、３群枠８、４群枠９、５群枠１０をカムコロ１６とコロビス１５を使用して組み付け、この後に１群補助枠１８を取りつける。この状態では、カム環１２はガタ分の自由度があるので、回転中心が定まらない状態となっている。そして、後述するように片寄せバネ１７が組み込まれた後に、１群枠６を組付け、フォーカスリング１３を装着する。
【００２４】
次に、光軸方向から眺めた場合の片寄せ構造について説明する。図２は、レンズユニットを最終群である５群側から見た図である。図中、光軸方向である紙面垂直方向をＹＣ、紙面内で右方向をＸＣ、紙面内で上方向をＺＣと表わしている。
【００２５】
固定鏡筒１１には、光軸周りに１２０度となる角度方向に２つの開口部１１ｂが設けられており、ここから片寄せバネ１７を挿入できる構造としてある。３箇所等分（光軸周りに１２０度間隔）で開けられた開口部１１ｂのうち、２か所に片寄せバネ１７を組み付けることで、カム環１２が外周方向に片寄せられ、カム環１２の回転中心は一箇所に定まるものである。
【００２６】
なお、開口部１１ｂの光軸方向の長さは、片寄せバネ１７の光軸方向の長さより長いことが好ましい。片寄せバネ１７が開口部１１ｂから埋もれる（露出しないようにする）ことで、片寄せバネ１７の保護が図れるからである。
【００２７】
図３は、図１における断面Ａ−Ａを示す。この図３は、片寄せバネ１７（第１の付勢部材）が固定鏡筒１１（第１の固定筐体）に設けられた開口部１１ｂに挿入され、相対するカム環１２の内径部を第１の固定筐体の側へ付勢して片寄せている構造が分かる図となっている。
【００２８】
ここで、１１ａは固定鏡筒１１から延伸された延伸部で、カム環１２より内側にまで伸びている。即ち、断面図Ａ−Ａを示す図３において、光軸方向から見て、カム環１２は、カム環１２の外径より大きい内径の固定鏡筒１１と、カム環１２の内径より小さい外径の固定鏡筒１１の延伸部と、の間に位置する。ここで、延伸部１１ａの光軸方向位置は、カム環１２の長手方向(光軸方向）における端部位置（一方の端部位置）であり、カムコロ１６が光軸方向に後退しても至らない（衝突しない）余剰空間（デッドスペース）内の位置となっている。
【００２９】
仮に、延伸部１１ａまでカムコロ１６が後退するとなると、カム環１２にそこまでカム溝が切られていることになり、非常に剛性が低く、精度の出ないカム環１２となってしまう。よって、このようなカム環はあり得ず、必ず延伸部１１ａが設けられる位置は余剰空間内の位置となる。
【００３０】
このように、カム環１２の長手方向(光軸方向）における一方の端部位置には、延伸部１１ａを用いた片寄せ構造が設けられているが、カム環１２の長手方向(光軸方向）における他方の端部位置にも、延伸部１８ａを用いた片寄せ構造が設けられている。
即ち、図４は、図１における断面Ｂ−Ｂを示す。この図４は、片寄せバネ１７（第２の付勢部材）が１群補助枠１８（第２の固定筐体）に設けられた開口部（不図示）に挿入され、相対するカム環１２の内径部を第２の固定筐体の側へ付勢して片寄せている構造が分かる図となっている。
【００３１】
ここで、１８ａは１群補助枠１８から延伸された延伸部で、カム環１２より内側にまで伸びている。即ち、断面Ｂ−Ｂを示す図４において、光軸方向から見て、カム環１２は、カム環１２の外径より大きい内径の１群補助枠１８と、カム環１２の内径より小さい外径の１群補助枠１８の延伸部１８ａと、の間に位置する。ここで、延伸部１８ａの光軸方向位置は、カム環１２の長手方向(光軸方向）における端部位置（他方の端部位置）であり、カムコロ１６が光軸方向に後退しても至らない（衝突しない）余剰空間（デッドスペース）内の位置となっている。
【００３２】
そして、１群補助枠１８に３箇所等分（光軸周りに１２０度間隔）で開けられた開口部（不図示）のうち、２か所に片寄せバネ１７を組み付けることで、カム環１２が外周方向に片寄せられ、カム環１２の回転中心は一箇所に定まるものである。
【００３３】
ここで、カム環１２の長手方向（光軸方向）の両方の端部において、第１、第２の付勢部材による片寄せ方向は、光軸方向から見たとき一致することが好ましい。
【００３４】
このようにして、カム環１２の長手方向(光軸方向）における両方の端部位置に片寄せバネ１７を組み付けることで、カム環１２が外周方向に片寄せられ、カム環１２の回転中心は一箇所に定まる。これにより、５群枠１０、４群枠９、３群枠８、２群枠７の光軸方向の進退における精度が向上する。
【００３５】
（本実施形態の効果）
このように本実施形態によれば、カム環両端に創出される余剰空間を利用して、カム環の片寄せ構造を構築し、より高精度なレンズユニットを作成可能とするものである。特にカム環が固定鏡筒の内側に配置されるタイプのレンズユニットにおいて片寄せ構造を構築することは従来困難とされていたが、本実施形態の構造を採用することで実現可能とするものである。
【００３６】
そして、本実施形態によれば、内側カム環の更に内側で、かつカム環の両端部（レンズ光軸方向）に片寄背手段としての弾性部材を配置（挿入）することで、レンズ鏡筒の大型化を避けることができる。即ち、このような内側カム環の内側かつカム環の両端部は、移動群のカムフォロワーが配置されることはなく、デッドスペース（余剰空間）となる。このため、このデッドスペースに片寄せ手段としての弾性部材（付勢部材）を配置することで、レンズ鏡筒の大型化を避けることができる。
【００３７】
（変形例）
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。
【００３８】
（変形例１）
上述した実施形態では、カム部材の光軸方向の両方の端部において、延伸部を備えた片寄せ構造を有するものであったが、本発明はこれに限らず、カム部材の光軸方向の一方のみの端部において、上述した片寄せ構造を有するものにも適用できる。
【００３９】
（変形例２）
上述した実施形態では、カム部材の光軸方向の一方の端部において第１の固定筐体としての固定鏡筒１１における第１の延伸部１１ａを備え、他方の端部において第２の固定筐体としての１群補助枠１８における第２の延伸部１８ａを備えた。しかし、本発明は、このように固定筐体およびその延伸部が両方の端部で異なる場合に限られず、固定筐体およびその延伸部がカム部材の光軸方向の両方の端部において同じ場合にも同様に適用できる。
【００４０】
（変形例３）
上述した実施形態では、光学機器としてプロジェクタ装置を説明したが、本発明はこれに限られず、例えば撮影装置として一眼レフレックスカメラ、一眼レフレックス電子カメラ、デジタルカメラ、そしてビデオカメラ等にも適用できる。
【符号の説明】
【００４１】
７・・２群枠、８・・３群枠、９・・４群枠、１０・・５群枠、１１・・固定鏡筒、１１ａ・・延伸部、１２・・カム環、１７・・片寄せバネ、１８・・１群補助枠、１８ａ・・延伸部
【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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