(57)【要約】【課題】カム筒の回転量に係わらず菊座の回転量を一定にする。【解決手段】変倍時にカム筒２４を固定筒２３の外周で回転することで、カム筒２４に設けたカム部２９と固定筒２３に設けた直進ガイド開口２８との協働により、カム部２９と直進ガイド開口２８とに係合するカムフォロワ２７をもつレンズ保持枠２２を光軸方向に直進的に移動する。レンズ保持枠２２には、絞り機構１５が取り付けられている。絞り機構１５の外周には突起部３０が設けられている。突起部３０を光軸周りに回転することで絞り開口径が変化する。この突起部３０を固定筒２３の内面に固定した絞り制御用カム部材３１に係合し、レンズ保持枠２２の移動に応じて絞り開口径を変える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ光学系の一部を構成しかつ変倍時に固定筒の内側で光軸方向に移動する一レンズ群と、前記一レンズ群に対して光軸方向の前又は後に配置され、外部に突出した突起部を光軸周りに移動することで絞り開口径が可変される絞り機構と、を備えたズームレンズ装置において、
前記突起部が外部に突出するように前記絞り機構を保持しており変倍時に前記固定筒の内側で光軸方向に直進的に移動する絞り枠体と、前記固定筒の内面に固定して設けられており変倍時に常に前記突起部に係合し前記絞り枠体の移動に応じて前記突起部を光軸周りに移動させる絞り制御用カム部材と、を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】
前記絞り枠体には、前記一レンズ群が一緒に保持されていることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ装置。
【請求項３】
ズームレンズ光学系の一部を構成する一レンズ群を保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠に設けられたカムフォロワに係合して前記レンズ保持枠を光軸方向へガイドする直進ガイド開口を設けた固定筒と、前記固定筒の外周に回転自在に保持されており、前記カムフォロワに係合して前記レンズ保持枠を光軸方向へ移動させるためのカム部を設けたカム筒と、を備え、変倍時に前記固定筒に対して前記カム筒を回転することで前記カム部と前記直進ガイド開口との協働により前記レンズ保持枠を前記固定筒の内部で光軸方向に直進的に移動させるズームレンズ装置において、
前記レンズ保持枠のうちの光軸方向の前又は後に取り付けられ変倍時に前記レンズ保持枠と一緒に移動するとともに、前記固定筒の内面に向けて突出する突起部を有し、前記突起部を光軸周りに移動させることで絞り開口径が変化する絞り機構と、
前記固定筒の内面に固定されており、少なくとも前記レンズ保持枠が光軸方向に移動する間で前記突起部が係合する長さをもち、かつ、前記レンズ保持枠の移動に応じて前記突起部を光軸周りに移動させる変位をもつ絞り制御用カム部材と、
を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項４】
ズームレンズ光学系の全部又は一部を構成する複数のレンズ群と、
前記各レンズ群を内部で移動自在に支持するとともに、各レンズ群に設けた各カムフォロワに係合し前記各レンズ群を光軸方向にガイドする直進ガイド部を設けた固定筒と、
前記固定筒の外周に回転自在に保持されており、前記各カムフォロワに係合して前記各レンズ群を光軸方向に移動させるための複数のカム部を設けたカム筒と、
前記複数のレンズ群のうちの一レンズ群を保持するレンズ保持枠のうちの光軸方向の前又は後に取り付けられ前記レンズ保持枠と一緒に移動するとともに、前記固定筒の内面に向けて突出する突起部を光軸周りに移動させることで絞り開口径が変化する絞り機構と、
前記固定筒の内面に固定されており、少なくとも前記レンズ保持枠が光軸方向に移動する間で前記突起部が係合する長さをもち、かつ、前記レンズ保持枠の移動に応じて前記突起部を光軸周りに移動させる変位をもつ絞り制御用カム部材と、
を備えたことを特徴とするズームレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍に応じて絞り開口径が変化する絞り機構を内蔵したズームレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絞り機構を内蔵したズームレンズ装置は、カメラやプロジェクタに用いられている。ズームレンズ装置には、変倍に応じてズームレンズの明るさが変化するものがある。このようなズームレンズ装置をカメラなどの撮影系で利用する場合、変倍時に被写体輝度で決まるＦ値を一定に保つために、変倍に応じて絞り機構の絞り口径を変化させている（特許文献１、２）。
【０００３】
一方、ズームレンズ装置をプロジェクタなどの投映系で用いる場合には、スクリーン面上の照度がズームレンズの投映倍率によらず略一定になるように、ズームレンズを投映倍率の高い高倍率（ワイド側）にしたときに絞り口径を絞り、また、投映倍率の低い低倍率（テレ側）にしたときには絞り口径を開くように絞り機構の絞り口径を変化させている（特許文献３）。
【０００４】
また、ズームレンズ装置に組み込まれる絞り機構としては、変倍時に光軸方向に移動するレンズ保持枠に取り付けて、そのレンズ保持枠と一緒に移動するタイプ（特許文献４）と、変倍時に移動するレンズ群とは独立にして設けられ、そのレンズ群とは異なる軌跡上を移動するタイプ（特許文献５、６）とが知られている。
【０００５】
絞り機構の構造としては、例えば、保持環と菊座との間に複数枚の絞り羽根が重ね合わされて保持され、各絞り羽根は保持環に揺動自在に位置決めされると共に菊座にガイド孔を介してガイドされ、菊座を揺動させることにより絞り羽根を前記ガイド孔に従って揺動
させて絞り口径を拡縮する（特許文献７）。
【０００６】
この絞り機構の絞り開口径を変倍動作に連動して連続的に変化させるメカ的な機構としては、菊座の外周に突起部を設け、また、変倍時に回転するカム筒に、前記突起部が係合する絞り制御用のカム部を設け、その絞り制御用のカム部の光軸方向の長さを変倍時に絞り機構の移動量に応じた長さにして突起部とカム部とを常に係合させる構成が考えられる。こうすると、カム筒が回転することでその回転量に対するカム部の周方向の変位に応じて菊座が光軸周りに回転するため、変倍に応じた開口径に絞り機構の絞り口径を変えることができる。
【特許文献１】特開平３−１０７１３２号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２６５７号公報
【特許文献３】特開平５−１０７５０３号公報
【特許文献４】特開２００１−２３５６７９号公報
【特許文献５】特開２００５−８４４０６号公報
【特許文献６】特開２００５−８４１８６号公報
【特許文献７】特開平６−２６５９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、カム筒には、絞り制御用のカム部に加えて、前記レンズ群を光軸方向に移動させるためのレンズ群用のカム部を作る必要がある。一般的にレンズ群用のカム部は、周方向の３分割位置に設けられ、これらの間のうちのいずれかに重ならないように絞り制御用のカム部を作ると、カム筒の径を大きくする必要があり、よって、ズームレンズが大型化する。
【０００８】
また、近年、ズームレンズの高倍率化が求められている。そこで、変倍時のレンズ群の移動量を長くすると、レンズ群移動用のカム部の傾きが光軸に近くなる傾きになり、カム筒の回転に負荷がかかりカム筒が回転し難いので、カム筒の回転角を大きくすることが必要になる。このようにカム筒の回転角を大きくすると、このカム筒の回転角に、絞り機構の突起部、すなわち菊座の回転角を合わせる必要があり、しかも、菊座の回転角に絞り羽根の移動量を合わせるためにガイド孔の長さも長くする必要がある。このように、ガイド孔を菊座に長く作ると、ガイド孔が絞り羽根の数だけ作る必要があるため、菊座の強度が弱くなる。また、ガイド孔は、絞り羽根の開口径を規定するために高精度の加工で作られているので、ガイド孔を長くすると、加工コストがアップする。
【０００９】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、カム筒の回転量に係わらず菊座の回転を一定にした絞り機構を用いて変倍に応じて絞り開口径を変えることができるズームレンズ装置をコンパクトで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ装置では、突起部が外部に突出するように絞り機構を保持しており変倍時に固定筒の内側で光軸方向に直進的に移動する絞り枠体と、固定筒の内面に固定して設けられており変倍時に常に突起部が係合し前記絞り枠体の移動に応じて突起部を光軸周りに移動させる絞り制御用カム部材と、を備えたものである。
【００１１】
ズームレンズ光学系は、複数のレンズ群で構成されており、このうち、変倍時に光軸方向に移動される移動レンズ群も複数ある。絞り機構を保持した絞り枠体を、移動レンズ群のうちの一レンズ群を保持するレンズ保持枠に取り付けてもよいし、これら移動レンズ群とは異なる移動になるように独立して配置してもよい。
【００１２】
一レンズ群を保持するレンズ保持枠に絞り機構を一体に取り付け、変倍時にレンズ保持枠と一緒に絞り機構を移動させるズームレンズ装置としては、固定筒の外側にカム筒を回転自在に設け、変倍時に固定筒に対してカム筒を回転することでカム筒に設けたカム部と固定筒に設けた直進ガイド開口との協働によりレンズ保持枠を固定筒の内部で光軸方向に直進的に移動させるように構成すればよい。この場合には、少なくともレンズ保持枠が光軸方向に移動する間で突起部が係合する長さをもち、かつ、レンズ保持枠の移動に応じて突起部を光軸周りに移動させる変位をもつ絞り制御用カム部材を固定筒の内面に固定すればよい。
【００１３】
カム筒としては、絞り機構を取り付けたレンズ保持枠のみを光軸方向に移動させるためのカム部を有するものに限らず、例えば、ズームレンズ光学系の全部又は一部を構成する複数のレンズ群を光軸方向に移動させる複数のカム部をもつものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のズームレンズ装置によれば、突起部が外部に突出するように絞り機構を保持しており変倍時に固定筒の内側で光軸方向に直進的に移動する保持枠と、固定筒の内面に固定して設けられており変倍時に常に突起部が係合し保持枠の移動に応じて突起部を光軸周りに移動させる絞り制御用カム部材と、を備えたから、絞り制御用のカムをカム筒などに設ける必要がないので、コンパクト化を図ることができる。
【００１５】
また、固定筒の外でカム筒を回転させてレンズ保持枠を移動させる別の発明によれば、カム筒の回転量が大きくなっても、突起部の回転量を大きくせずに済むため、絞り機構の菊座の強度を維持することができるとともに、カム筒に絞り制御用のカム部を作る必要がないため、ズームレンズのコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
プロジェクタ１０は、図１に示すように、画像光をスクリーン１１に投映する投射型のプロジェクタであり、ズームレンズ装置１２と画像光生成部１３とを備えている。画像光生成部１３は、光源から照射された照明光のエネルギー分布をロッドインテグレーター等の導光手段で均一化した照明光を受光して光変調することにより画像光を生成する。ズームレンズ装置１２は、ズームレンズ光学系１４と絞り機構１５とで構成されており、画像光生成部１３で生成した画像光をスクリーン１１に投映させる。このプロジェクタ１０では、外部に設けたズームレバー又はズームボタンの操作に応答してズーム用モータを駆動し、その駆動を利用してズームレンズ光学系１４をワイド端（投映倍率の高い高倍率側）とテレ端（投映倍率の低い定倍率側）との間で変倍して投映画面サイズを調整することができる。なお、プロジェクタ１０では、ワイド端にするとスクリーン１１に投映される画面サイズが大きくなり、テレ端にすると画面サイズが小さくなる。
【００１７】
ズームレンズ光学系１４としては、例えば前玉フォーカス式の４群レンズ構成となっており、各レンズ群１７〜２０が光軸方向に移動する。スクリーン１１側から２個目の第２レンズ群１８と第３レンズ群１９との間には絞り機構１５が内蔵されている。絞り機構１５は、第３レンズ群１９と一緒に移動するとともに、ワイド端からテレ端に向けて連続的に変倍したときに小絞り開口径から開放開口径に向けて絞り開口径を徐々に開くように光量を補正する。この絞りは、光量補正をひとみ型の絞りによって行う。
【００１８】
第３レンズ群１９は、図２に示すように、レンズ保持枠２２に保持されている。レンズ保持枠２２には、スクリーン１１側に絞り機構１５が取り付けられている。レンズ保持枠２２の外周には固定筒２３が、また、固定筒２３の外周にはカム筒２４がそれぞれ配されている。
【００１９】
レンズ保持枠２２には、詳しくは図３及び図４に示すように、外周の３分割位置に、カムフォロワ２７が突出して設けられている。各カムフォロワ２７は、固定筒２３に設けた直進ガイド開口２８と、カム筒２４に設けたカム部２９のカム面とに係合している。カム筒２４は、ズーム用モータの駆動力が入力されることで固定筒２３の外周で光軸を中心に回転する。カム筒２４が回転すると、カム部２９のカム面と直進ガイド開口２８との交点にカムフォロワ２７が追従してレンズ保持枠２２が光軸方向に直進的に移動する。
【００２０】
なお、カム筒２４に、他のレンズ群を光軸方向に移動させるための複数のカム部を備えている。この場合、固定筒２３に、他のレンズ群を光軸方向にガイドするための直進ガイド開口を設けてもよいし、又は、固定筒２３に設けた直進ガイド開口２８を、他のレンズ群を光軸方向にガイドするための直進ガイド開口に兼用してもよい。
【００２１】
絞り機構１５の外周には、突起部３０が突出している。突起部３０は、光軸を中心とする周方向に回転自在になっており、突起部を光軸周りに回転させることで絞り機構１５の絞り開口径が変わる。この突起部３０の先端は、固定筒２３の内周に設けた絞り制御用カム部材３１に係合する。絞り制御用カム部材３１には、突起部３０の外周のうちの対向する部位を挟み込む一対のカム面をもつ凹部３２が形成されている。凹部３２のカム面は、レンズ保持枠２２の光軸方向への移動に応じて突起部３０を光軸周りに回転させる変位をもっている。
【００２２】
なお、絞り制御用カム部材３１としては、固定筒２３と一体に形成してもよいし、別々に作って固定筒２３の外周からネジを締め込んで固定筒２３の内周に絞り制御用カム部材３１を固定するようにしてもよい。後者のようにネジで止めるようにすると、固定筒２３に対して絞り制御用カム部材３１の取り付け位置を調整することができるので好適である。また、突起部３０と絞り制御用カム部材３１とを係合させる形態としては、突起部３０をピン形状として相手側を凹部３２とした凹凸嵌合の形態に限らず、突起部３０をＹ字状のフォーク部とし、相手側を凹部３２の代わりにレール部としてフォーク部をレール部に挟み込む形態にしてもよい。
【００２３】
絞り機構１５は、図５に示すように、保持環３５、複数枚の絞り羽根３６〜４１、及び、菊座４２とで構成され、これらは絞り枠体４３で保持される。保持環３５、菊座４２、及び、絞り枠体４３はドーナッツ形状になっている。絞り枠体４３の内周には、スクリーン１１側から保持環３５が、また逆側から菊座４２がそれぞれ入り込む一対の溝４４，４５が所定間隔離して形成されている。保持環３５は、絞り枠体４３の一方の溝４４に組み込まれることで回転不能に保持される。一方、菊座４２は、他方の溝４５に組み込まれることで回転自在に保持される。複数枚の絞り羽根３６〜４１は、保持環３５と菊座４２との間に干渉しないように重ね合わされて絞り枠体４３に組み込まれる。この絞り枠体４３がレンズ保持枠２２にネジ止めなどの固着手段で固定される。なお、菊座４２には、外周に前述した突起部３０が突出して設けられている。
【００２４】
絞り羽根３６〜４１の基端部には、軸ピン５０〜５５が植設されており、これら軸ピン５０〜５５が保持環３５に形成された軸受孔５６〜６１に回動自在に取り付けられて、絞り羽根３６〜４１が保持環３５に揺動自在に位置決めされる。また、絞り羽根３６〜４１には、ダボピン６２〜６７が前記軸ピン５０〜５５の反対側面に植設されており、これらのダボピン６２〜６７が前記菊座４２に形成された長孔状のガイド孔６８〜７３に係合される。
【００２５】
ズームレンズ装置１２がワイド端のときには、図６に示すように、絞り制御用カム部材３１が突起部３０を光軸周りの上方に位置させており、よって、菊座４２がこの回転位置になると、絞り羽根３６〜４１の先端が菊座４２に設けた開口４２ａから突出する位置に移動されている。これにより、ワイド端での絞り機構１５の絞り開口径９０は、絞り羽根３６〜４１で決められる最小絞り開口径となっている。
【００２６】
ズームレンズ装置１２がワイド端からテレ端に向けて変倍すると、図７に示すように、レンズ保持枠２２と共に絞り機構１５がスクリーン１１側に移動し、突起部３０が絞り制御用カム部材３１の変位に応じて光軸周りに移動して、菊座４２が光軸を中心として反時計回りの方向に回転する。菊座４２が回転すると、絞り羽根３６〜４１のダボピン６２〜６７がガイド孔６８〜７３に沿って移動して、絞り羽根３６〜４１が軸ピン５０〜５５を回転軸として先端が光軸から遠ざかる方向に回転する。これにより、絞り開口径９０を連続的に開放することができる。そして、テレ端のときの絞り開口径９０は、開放開口径となっており、菊座４２に設けた開口４２ａよりも僅かに小さい絞り開口径を絞り羽根３６〜４１で作ることで決められる。なお、開放開口径としては、絞り羽根３６〜４１を開口４２ａから退避させて開口４２ａで決めてもよい。また、本実施例の絞り機構１５は、６枚の絞り羽根３６〜４１が用いられているため、ひとみ型の絞り開口径で光量を補正することができる。
【００２７】
上記実施形態の絞り制御用カム部材３１は、固定筒２３の内面に固定されており、固定筒２３に対するレンズ保持枠２２の光軸方向への変位に応じて突起部３０を光軸周りに変位させることができる。このため、前述したようにズームレンズ鏡筒１２がワイド端からテレ端に向けて変倍したときに最小絞り開口径から開放開口径に連続的に可変させたり、また、その逆に可変させたり、或いは、特定の変倍域のみで絞り開口径を変え、他の変倍域では特定の絞り開口径に維持させたりするなど、絞り制御用カム部材３１の凹部３２の光軸周りの変位を変倍に応じて自由に決めることができる。しかも、カム筒２４の回転量に係わらず菊座４２の回転量を一定にすることができるので、開放開口径と最小絞り開口径との間で回転する菊座４２の回転量を小さくすることができるので、ガイド孔６８〜７３を長く加工する必要がなく、よって、絞り機構１５のコンパクト化が図れる。さらには、ガイド孔６８〜７３の長さを短くすることができるので、菊座４２の強度をアップすることができる。
【００２８】
上記実施形態では、４群ズームレンズ光学系について説明しているが、２個のレンズ群以上で構成した光学系であればいずれでもよい。また、絞り機構を第３レンズ群と一緒に移動させているが、第３レンズ群に限らず、変倍時に光軸方向に移動するレンズ群であれば、いずれのレンズ群でもよい。
【００２９】
また、上記各実施形態では、絞り機構１５をレンズ保持枠２２に取り付けているが、本発明ではこれに限らず、絞り機構を保持する保持枠を変倍時に移動するレンズ群とは独立して配し、それらレンズ群とは異なる軌跡上を移動するように構成してもよい。この場合、カム筒にレンズ保持枠を移動させるためのカム部に加えて、保持枠を移動させるカム部を設ければよい。
【００３０】
上記各実施形態においては、プロジェクタ１０に用いる絞り内蔵のズームレンズ装置１２についてのみ説明しているが、本発明はこれに限定されず、写真用カメラや電子カメラ、及び、複写機などの光学系を用いた光学機器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ズームレンズ鏡筒を用いたプロジェクタの構成を示す説明図であり、上段がワイド端、下段がテレ端の状態を示している。
【図２】ズームレンズ鏡筒の要部を示す横断面図である。
【図３】ズームレンズ鏡筒の要部を示す縦断面図であり、ワイド端のときに絞り機構が最小絞り開口径になっている状態を示している。
【図４】ズームレンズ鏡筒の要部を示す縦断面図であり、テレ端のときに絞り機構が開放開口径になっている状態を示している。
【図５】絞り機構の構成を示す分解斜視図である。
【図６】ワイド端のときの絞り羽根の状態を示す説明図である。
【図７】テレ端のときの絞り羽根の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  プロジェクタ
１１  スクリーン
１２  ズームレンズ装置
１４  ズームレンズ光学系
１５  絞り機構
２３  固定筒
２４  カム筒
２７  カムフォロワ
２８  直進ガイド開口
２９  カム部
３０  突起部
３１  絞り制御用カム部材
３２  凹部
【図１】
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【図２】
2007248770.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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