(57)【要約】【課題】小径のカム筒にカムを緩やかな傾斜で形成する。【解決手段】変倍時にカム筒１９は、一方向に回転して４つのカム開口３３〜３６の変位により４個のレンズ保持枠を同じ方向に移動させる。カム筒１９の外周には、カム筒用カムフォロワー４８が設けられている。カム筒用カムフォロワー４８は、カム筒１９の外周に配した固定筒に設けたカム筒用カム開口４７を通って、固定筒の外周に配した変倍駆動リングに係合している。変倍駆動リングは、カム筒１９を回転させ、各レンズ保持枠を移動させるとともに、カム筒用カムフォロワー４８がカム筒用カム開口４７に係合しているので、カム筒用カム開口４７の変位により各レンズ保持枠を保持したままカム筒１９を移動させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直進ガイド開口を有する固定筒と、
変倍時にそれぞれ異なった移動量で移動されるレンズ群を各々保持し、前記直進ガイド開口に係合するカムフォロワーを外周に設けた複数のレンズ保持枠と、
前記固定筒の内部で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に支持されており、また、前記複数のレンズ保持枠を内部で光軸方向に移動自在に保持するカム筒と、
前記カム筒に設けられ、前記各カムフォロワーの各々に係合しており、光軸を中心とする周方向の一方に向けて前記カム筒を回転することで前記各レンズ保持枠の全てを前記固定筒に対して光軸方向のうちの一方向に向けて移動させる向きに傾斜して形成されているカムと、を備えたズームレンズ装置において、
前記固定筒に設けられたカム筒用カムと、
前記カム筒の外周に突出して設けられ、前記カム筒用カムに係合するカム筒用カムフォロワーと、
前記固定筒の外周で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に取り付けられており、前記カム筒用カムフォロワーの先端に係合して前記カム筒に回転力を与える変倍駆動リングと、を備え、
前記カム筒用カム開口は、前記変倍駆動リングの前記光軸を中心とする周方向の前記一方への回転により前記各カムが前記各レンズ保持枠を移動させる方向と同じ方向に前記カム筒を移動させる向きに傾斜して形成されている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、固定筒に対してカム筒を回転させることで複数のレンズ保持枠を光軸方向に同時に移動させるズームレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のズームレンズ装置としては、例えば、変倍時に固定筒に対してカム筒を回転させ、カム筒にスパイラル状に設けたカム面と、固定筒に設けた直進ガイド面との交点にレンズ保持枠に設けたカムフォロワーを導くことでレンズ保持枠に保持したレンズ群を光軸方向に移動させるカム機構を用いたものが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平４−５７００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、ズームレンズ装置には、ズーム倍率の高倍率化及びコンパクト化が求められている。高倍率にするためには、ズームレンズを構成するレンズ群の移動量を稼ぐためにカム面の光軸方向の変位量を長くとる必要がある。また、変倍時にそれぞれ異なった移動量をもつ複数のレンズ群を１つのカム筒で同時に移動させるためには、光軸方向の変位量が長いカム面をカム筒に複数形成する必要がある。この場合、カム筒の径が小さいと、カム面の回転方向に対する角度が急傾斜になるため、カム筒を回転させるために大きなトルクが必要になり、さらに、カムフォロワーをスムーズに移動させることが困難になる。このため、コンパクト化の要請に反して、カム筒の径を大きくせざるを得ないのが現状であった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、それぞれ異なった移動量をもつ複数のレンズ群を移動させる１つのカム筒を小径に形成しても各レンズ群をスムーズに移動させることができるズームレンズ装置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】
【０００５】
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、直進ガイド開口を有する固定筒と；変倍時にそれぞれ異なった移動量で移動されるレンズ群を各々保持し、前記直進ガイド開口に係合するカムフォロワーを外周に設けた複数のレンズ保持枠と；前記固定筒の内部で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に支持されており、また、前記複数のレンズ保持枠を内部で光軸方向に移動自在に保持するカム筒と；前記カム筒に設けられ、前記各カムフォロワーの各々に係合しており、光軸を中心とする周方向の一方に向けて前記カム筒を回転することで前記各レンズ保持枠の全てを前記固定筒に対して光軸方向のうちの一方向に向けて移動させる向きに傾斜して形成されているカムと；を備えている。そして、前記固定筒に設けられたカム筒用カムと；前記カム筒の外周に突出して設けられ、前記カム筒用カムに係合するカム筒用カムフォロワーと；前記固定筒の外周で回転自在にかつ光軸方向に移動自在に取り付けられており、前記カム筒用カムフォロワーの先端に係合して前記カム筒に回転力を与える変倍駆動リングと；を備え、前記変倍駆動リングの前記一方への回転により前記各カムが前記各レンズ保持枠を移動させる方向と同じ方向に前記カム筒を移動させる向きに傾斜して前記カム筒用カム開口を形成したものである。
【０００６】
これによれば、光軸を中心とする周方向の一方に変倍駆動リングを回転すると、変倍駆動リングとカム筒とがカム筒用カムフォロワーで繋がれているので、カム筒は、変倍駆動リングと一緒に回転するとともに、カム筒用カムフォロワーがカム筒用カム開口に係合しているので、カム筒用カム開口の変位により光軸方向に、各レンズ保持枠を保持したまま移動する。そして、カム筒が回転することで各レンズ保持枠もカム筒に対して光軸方向に移動する。各カムは、カム筒の前記一方への回転により各レンズ保持枠を光軸方向のうちの一方向、つまり同じ方向に移動させる向きに傾斜して形成されている。そして、カム筒用カム開口は、カム筒を各レンズ保持枠と同じ方向に移動させる向きに傾斜して形成されている。
【０００７】
したがって、各レンズ保持枠は、カム筒に設けた各カムの変位分に、カム筒自身が移動する変位分を加えた分だけ固定筒に対して光軸方向の一方向に移動する。つまり、各レンズ保持枠の移動量は、カム筒に設けた各カムの変位と、カム筒自身を移動させるカム筒用カム開口の変位とに分けて持たせている。これにより、光軸方向の変位量の長い形状でカム筒用カムを作れば、カム筒に設ける各カムを光軸方向の変位量の短い形状で作れるので、カム筒の径を小さくしてもカムを緩やかな傾斜で作れ、よって、各レンズ保持枠をスムーズに移動させることができる。また、光軸方向の変位量の長い形状でカム筒用カムを作るとカム筒用カムの傾斜がきつくなるが、本発明では、カム筒用カムがカム筒の外周に配した固定筒に設けられているので、カム筒に作るのと比較して固定筒の方がカム筒よりも径が大きいため、緩やかな傾斜で作れる利点がある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、変倍時の各レンズ保持枠の移動量は、カム筒に設ける各カムの光軸方向の変位と、カム筒自身を移動させるカム筒用カム開口の光軸方向の変位とに分けて持たせているので、各カムの傾斜を緩やかにでき、よって、カム筒の径を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
ズームレンズ装置１０は、プロジェクタに用いられるものであり、図１ないし図３に示すように、スクリーン側（対物側）から順に第１〜第６のレンズ群１１〜１６を備えている。フォーカス時には、前玉である第１レンズ群１１が光軸方向に移動され、変倍時には第２〜第５レンズ群１２〜１５が各々光軸方向に移動される。なお、第６レンズ群１６は固定となっている。また、符号１７は投影する原稿等が置かれる面であり、例えば液晶プロジェクタでは液晶パネルが置かれる面である。
【００１０】
ズームレンズ装置１０の鏡筒は、固定筒１８、カム筒１９、変倍駆動リング２０、フォーカス駆動リング２１、及び、第１〜第６レンズ群を各々保持する第１〜第６レンズ保持枠２２〜２７とで構成されている。固定筒１８には、後端に第６レンズ保持枠２７が固定され、内周にカム筒１９が、先端外周にフォーカス駆動リング２１が、さらに、中央外周に変倍駆動リング２０がそれぞれ配置されている。
【００１１】
固定筒１８は、カム筒１９の外周の全てを覆い、かつカム筒１９よりも光軸方向の両方向に伸びた長筒形状となっている。フォーカス駆動リング２１には、先端に第１レンズ保持枠２２が固定され、後端が固定筒１８の外周に嵌め込まれている。固定筒１８とフォーカス駆動リング２１とは、雄・雌ヘリコイド３０，３１で結合されている。フォーカス駆動リング２１は、外周に設けたギヤ列３２にフォーカスモータ２９からの駆動が入力されることで固定筒１８に対して回転しながら雄・雌ヘリコイド３０，３１のリードに従って光軸方向に移動して第１レンズ保持枠２２を一緒に移動させる。
【００１２】
カム筒１９には、内部に第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６が光軸方向に移動自在に収納されており、また、外周に４つのカム開口３３〜３６が形成されている。各カム開口３３〜３６は、カム筒１９の回転により第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６を光軸方向に個別に移動させるためのものである。第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６に対応するカム開口３３〜３６は、周方向の３分割位置にそれぞれ設けられている。また、第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６には、外周の３分割位置にカムフォロワー３８〜４１がそれぞれ設けられている。これらカムフォロワー３８〜４１は、各カム開口３３〜３６にそれぞれ係合している。さらに、固定筒１８には、周方向の３分割位置に直進ガイド開口４５がそれぞれ形成さている。直進ガイド開口４５は、光軸方向に長く伸ばして形成されており、各カムフォロアー３８〜４１が係合して、第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６の回転止めを行う。
【００１３】
固定筒１８には、直進ガイド開口４５の他に、カム筒１９を光軸方向に移動させるためのカム面を有するカム筒用カム開口４７が形成されている。このカム筒用カム開口４７も周方向の３分割位置にそれぞれ設けられている。このカム筒用カム開口４７のカム面には、カム筒１９の外周に固定したカム筒用カムフォロワー４８が係合している。
【００１４】
変倍駆動リング２０は、固定筒１８の外周で周方向に回転自在でかつ光軸方向に移動自在に取り付けられている。この変倍駆動リング２０には、カム筒用カムフォロワー４８の先端が固定されている。つまり、変倍駆動リング２０とカム筒１９とは、固定筒１８のカム筒用カム開口４７を介してカム筒用カムフォロワー４８により一体に回転するように連結されている。
【００１５】
変倍駆動リング２０の外周には、ギヤ列５０が形成されている。このギヤ列５０に変倍用モータ５１からの駆動が入力される。駆動が入力されると変倍駆動リング２０は、固定筒１８に対して回転しながら、カム筒用カム開口４７の変位に応じて固定筒１８に対して光軸方向に移動する。
【００１６】
カム筒１９は、カム筒用カムフォロワー４８により変倍駆動リング２０と連結されているので、変倍駆動リング２０を回転させると変倍駆動リング２０と一緒に回転しながら、カム筒用カムフォロワー４８の変位に応じて光軸方向に移動する。また、カム筒１９が回転することで前述したように第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６は、各カム開口３３〜３６の変位に応じて光軸方向にそれぞれ移動する。
【００１７】
図４及び図５は、カム筒１９の展開図を示している。各カム開口３３〜３６は、ワイド端からテレ端に向けて変倍したときに、第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６を光軸方向のうちのスクリーン側に向けて移動させる向きに傾斜して形成されている。また、カム筒用カム開口４７は、ワイド端からテレ端に向けて変倍したときに、第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６が移動する方向と同じ方向にカム筒１９を移動させる向きに傾斜して形成されている。ここで、ズームレンズ装置１０のワイド端は、スクリーンに投映される画面サイズが大きくなる投映倍率の高い高倍率側であり、また、テレ端は、前記画面サイズが小さくなる投映倍率の低い低倍率側である。
【００１８】
変倍駆動リング２０を回転してワイド端からテレ端に変倍すると、カム筒用カムフォロワー４８がカム筒用カム開口４７の一端４７ａから他端４７ｂに移動し、この移動と一緒にカム筒１９が移動する。これらの移動量は、図５に示す長さＷ１となっている。なお、カム筒用カム開口４７の一端４７ａと他端４７ｂとは、カム筒用カムフォロワー４８が当接することで変倍駆動リング２０の回転範囲を規制する規制部である。
【００１９】
カム筒用カムフォロワー４８がカム筒用カム開口４７の一端４７ａから他端４７ｂに移動すると、カム筒１９が変倍駆動リング２０の回転方向のうちのテレ端方向に向けて回転し、各カム開口３３〜３６も回転する。各カム開口３３〜３６に係合している各カムフォロワー３８〜４１は、直進ガイド開口４５に係合しているため回転することはなく、各カム開口３３〜３６と直進ガイド開口４５との交点に追従して移動することになる。
【００２０】
これにより、第２レンズ保持枠２３は、カム開口３３の光軸方向に沿った変位量Ｌ１とカム筒１９の光軸方向への移動量Ｌとを加算した分だけ固定筒１８に対してスクリーン側に向けて移動する。第３レンズ保持枠２４も同様にして、カム開口３４の光軸方向に沿った変位量Ｌ２とカム筒１９の光軸方向への移動量Ｌとを加算した分だけ固定筒１８に対してスクリーン側に向けて移動する。第４レンズ保持枠２５も同様に、カム開口３５の光軸方向に沿った変位量Ｌ３とカム筒１９の光軸方向への移動量Ｌとを加算した分だけ固定筒１８に対してスクリーン側に向けて移動する。そして、第５レンズ保持枠２６も同様に、カム開口３６の光軸方向に沿った変位量Ｌ４とカム筒１９の光軸方向への移動量Ｌとを加算した分だけ固定筒１８に対してスクリーン側に向けて移動する。
【００２１】
つまり、変倍時に第２〜第５レンズ保持枠２３〜２６を移動させるための移動量を、各カム開口３３〜３６の光軸方向に沿った変位と、カム筒１９の光軸方向への移動とに分けて持たせており、しかも、第２レンズ保持枠２３〜２６の移動方向と同じ方向にカム筒１９を移動させるようにしているので、各カム開口３３〜３６を、光軸方向への変位の短い螺旋形状、すなわち、傾きを少なくした形状でカム筒１９に形成することができる。このため、カム筒１９の径を小さくしても、各カム開口３３〜３６を緩やかな傾斜で形成することができ、よって、１つの小径のカム筒１９でも４個のレンズ保持枠２３〜２６の全部をスムーズに移動させることができる。
【００２２】
上記実施形態では、カム筒１９の一方向への回転に連動して、第２〜第５レンズ保持枠２３〜２５との４つのレンズ保持枠を、カム筒１９の移動方向と同じ方向に移動させるようにしているが、４つのレンズ保持枠に限らず、２つ以上のレンズ保持枠を移動させる構成でもよい。また、カムフォロワー３８〜４１、４８やカム３３〜３６、４７の数は、３個に限ることなく、いずれの個数でもよい。
【００２３】
また、上記各実施形態では、変倍駆動リング２０を変倍用モータ５１の駆動で自動的に駆動しているが、変倍用モータ５１を省略して手動で回転するようにしてもよい。
【００２４】
また、上記各実施形態では、プロジェクタに用いるズームレンズ装置として説明しているが、本発明はこれに限定されず、写真用カメラ、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】
【００２５】
【図１】本発明のズームレンズ装置を示す断面図であり、ワイド端の状態を示している。
【図２】本発明のズームレンズ装置を示す断面図であり、テレ端の状態を示している。
【図３】縦に破断したズームレンズ装置を示す斜視図であり、フォーカス駆動リングを省略して記載している。
【図４】カム筒の展開図であり、ワイド端の状態を示している。
【図５】カム筒の展開図であり、テレ端の状態を示している。
【符号の説明】
【００２６】
１０ズームレンズ装置
１８  固定筒
１９  カム筒
２０  変倍駆動リング
２２〜２７  レンズ保持枠
３３〜３６  カム開口
３８〜４１  カムフォロワー
４７  カム筒用カム開口
４８  カム筒用カムフォロワー
【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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