(57)【要約】【課題】光学性能の低下を抑制する事が可能な光学機器を提供すること【解決手段】光学素子２と、光学素子２を保持する移動環３と、移動環３の直進移動を案内する直進溝７ａを有する直進案内筒７と、移動環の移動を規定するカム溝６を有するカム筒５と、を備え、カム筒又は直進案内筒の回転に伴って移動環が光軸方向に移動するレンズ鏡筒１を提供する。移動環は、直進溝およびカム溝に係合するカムフォロワ４と、カム溝に接触可能な突起８と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、該光学素子を保持する移動環と、該移動環の直進移動を案内する直進溝を有する直進案内筒と、前記移動環の移動を規定するカム溝を有するカム筒と、を備え、前記カム筒又は前記直進案内筒の回転に伴って前記移動環が光軸方向に移動する光学機器であって、
前記移動環は、前記直進溝又は前記カム溝の少なくとも一方に係合するカムフォロワと、前記少なくとも一方に配置され、前記カムフォロワ又は前記少なくとも一方の変形を低減する突起と、を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記突起は、前記カムフォロワに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記カムフォロワは、前記直進溝と前記カム溝の交差部分に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記突起は、前記カム溝又は前記直進溝に対向する面を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記カムフォロワ又は前記移動環の前記カムフォロワの取付部が変形しない状態では、前記突起は、前記カム溝および前記直進溝の摺動面から離間していることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記カムフォロワ又は前記移動環の前記カムフォロワの取付部が変形すると、前記突起は、前記少なくとも一方の摺動面に接触可能であることを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項７】
光軸に垂直な断面において、前記突起の光軸に垂直な方向の厚さは、前記カム筒の肉厚の半分以上であることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項８】
光軸に垂直な断面において、前記突起の周方向の幅は、前記カムフォロワの直径の半分以上であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項９】
前記突起は、前記直進溝又は前記カム溝において、対向する２つの摺動面のうちの１つの摺動面に接触可能であり、
前記光学機器は、前記カムフォロワを前記１つの摺動面に付勢する付勢手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１０】
前記光学機器は、撮像装置に装着可能なレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１１】
前記光学機器は、撮像装置であることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【請求項１２】
前記光学素子と、前記直進案内筒、前記カム筒および前記移動環を有するレンズ鏡筒と、
該レンズ鏡筒が装着可能な撮像装置と、
を有することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒、レンズ一体型の撮像装置、レンズ鏡筒とレンズ鏡筒が装着可能な撮像装置を有する撮像システムなどの光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子をカム溝とカムフォロワを介して移動可能に保持する移動環を有するレンズ鏡筒では、衝撃を受けると、カム溝とカムフォロワのカム結合が外れたり、カム溝の打痕、移動環の倒れによる光学性能の低下が発生したりする。
【０００３】
そこで、特許文献１は、金属カムピンと樹脂カムピンが交互に円周方向に配置された移動環と、互いに同一形状のカム軌跡を有し、それぞれが各カムピンに対応する複数のカム溝を有するカム環を有するレンズ鏡筒を提案している。レンズ鏡筒が光軸に平行な方向に衝撃を受けると、金属カムピンが受ける衝撃力を樹脂カムピンが分散するため、カム溝の打痕をある程度防止することができる。特許文献２は、移動環の外周部に、カム筒のカム溝と係合するカムフォロワと固定筒の螺旋溝と係合するカムフォロワを設けたレンズ装置を提案している。レンズ鏡筒が光軸に平行な衝撃を受けると、カム溝面とカムフォロワの接触点と、螺旋溝面とカムフォロワの接触点にそれぞれ衝撃力が分散されるので、カム溝の打痕をある程度防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５８２９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５３６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のレンズ鏡筒では、衝撃力が大きくなると、カム溝に打痕が発生するおそれがある。特許文献２では、螺旋溝の位置精度が直進溝よりも低いため、移動環の位置精度ひいては光学性能が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、カム溝の打痕や破損を抑制し、光学性能の低下を抑制することが可能な光学機器を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学素子は、光学素子と、該光学素子を保持する移動環と、該移動環の直進移動を案内する直進溝を有する直進案内筒と、前記移動環の移動を規定するカム溝を有するカム筒と、を備え、前記カム筒又は前記直進案内筒の回転に伴って前記移動環が光軸方向に移動する光学機器であって、前記移動環は、前記直進溝又は前記カム溝の少なくとも一方に係合するカムフォロワと、前記少なくとも一方に配置され、前記カムフォロワ又は前記少なくとも一方の変形を低減する突起と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カム溝の打痕や破損を抑制し、光学性能の低下を抑制することが可能な光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のレンズ鏡筒の部分断面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す直進溝とカム溝とカムフォロワの展開図である。（実施例１）
【図３】本発明のレンズ鏡筒の部分断面図である。（実施例２）
【図４】図３に示す直進溝とカム溝とカムフォロワの展開図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１のレンズ鏡筒１の部分断面図である。図中左側が被写体側、右側が撮像面側である。レンズ鏡筒１は、被写体像を形成する撮影光学系を収納する光学機器であり、Ｏは撮影光学系の光軸である。レンズ鏡筒１は不図示のカメラ本体に着脱可能に装着される。カメラ本体は、被写体像を光電変換する撮像素子を有し、一眼レフカメラやノンフレックス一眼レフカメラ（ミラーレスカメラ）などから構成される撮像装置本体である。レンズ鏡筒１とカメラ本体は撮像システムを構成する。
【００１２】
レンズ鏡筒１は、光学素子２、移動環３、カムフォロワ４、カム筒５、直進案内筒７を備え、カム筒５の回転に伴って移動環３が撮影光学系の光軸方向に移動する。
【００１３】
光学素子２は光学系を構成する。光学素子２は、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ群や光軸方向に移動して焦点距離を変更するズームレンズ群などを含むが、本実施例ではフォーカスレンズ群である。光学素子２は移動環３に直接保持されている。
【００１４】
移動環３は、合成樹脂による成型品で略円筒部材である。移動環３には、カムフォロワ４が１２０度間隔で配置されている。カムフォロワ４はステンレス素材で形成されたベアリングである。
【００１５】
カム筒５、直進案内筒７は、アルミニウムやマグネシウムなどの金属を切削加工して形成された、略円筒部材である。カム筒５の円筒側面部には、円筒肉厚を貫通するカム溝６、カム溝面６ａ、６ｂが１２０度間隔で配置されている。カム溝６は、移動環３の移動を規定する。直進案内筒７の円筒側面部には、光軸Ｏに平行な直進溝７ａが１２０度間隔で配置されている。直進溝７ａは、移動環３の直進移動を案内する。
【００１６】
カムフォロワ４は、直進溝７ａとカム溝６の交差部分に配置されているので、小型化でき、また移動環３に周方向や斜め方向に力が掛かりにくい。このため、変形や傾きが発生しにくく、光学素子２の位置精度が向上している。
【００１７】
フォーカスリング（不図示）とカム筒５は連結しており、フォーカスリングを光学系の光軸回りに回転させるとカム筒５が回転する。また、カム筒５と直進案内筒７の協働作用により、光学素子２を含む移動環３が光軸方向に移動し、焦点調整を行うことができる。
【００１８】
図２は、レンズ鏡筒１における直進溝７ａとカム溝６とカムフォロワ４と突起８の展開図である。なお、図中の上下方向は光軸に平行な方向を示している。
【００１９】
移動環３には、突起８が一体形成され、突起８はカム溝６に配置されている。突起８は、カムフォロワ４とカム溝６又は直進溝７ａの少なくとも一方の変形を低減する。カム溝６には、突起８とカムフォロワ４が配置されている。突起８は、カム溝６の摺動面であるカム溝面６ａ、６ｂに対向する面（平面部）８ａ、８ｂを有する。突起８は、（カム溝面６ａ、６ｂに接触可能であるが）通常状態（カムフォロワ４又は移動環３のカムフォロワ取付部が変形しない状態）では、カム溝６の摺動面から離間している。
【００２０】
突起８をカムフォロワ４の近くに隣接して配置すると、移動環３のカムフォロワ取付部又はカムフォロワ４のいずれか一つが変形した場合に、変形とほぼ同時にカム溝面６ａ又はカム溝面６ｂに接触し易くなり、カムへの負荷を軽減する事ができる。このため、本実施例は、カムフォロワ４の近くに突起８を配置している。
【００２１】
突起８は、衝撃を受けた時に、変形が少ない方が望ましいので、光軸Ｏに垂直な断面において、突起８の光軸Ｏに垂直な方向の厚さは、カム筒５の肉厚の半分以上、周方向の幅はカムフォロワ４の直径の半分以上が望ましい。それぞれ半分以下になると、突起８の効果が小さくなり、カム溝面６ａとカムフォロワ４の接触点Ｂに打痕が発生するおそれがある。よって、突起８の光軸Ｏに対して垂直方向の厚さは、カム筒の厚さの半分以上、周方向の厚さは、カムフォロワ４の直径の半分以上が望ましい。
【００２２】
次に、本実施例のレンズ鏡筒１のカム溝の打痕の防止効果について説明する。レンズ鏡筒１を被写体側から光軸Ｏと略平行なＡ方向に落下させ、レンズ鏡筒１が床面等に衝突して移動が止まった場合、カム溝面６ａとカムフォロワ４の接触点Ｂに衝撃力Ｆ１が発生する。
【００２３】
この時、樹脂部材である移動環３のカムフォロワ取付部又はカムフォロワ４が変形する。これにより、通常状態では離間していた突起８の面８ａがカム溝面６ａと接触し、接触面Ｃが作られる。接触面Ｃで衝撃力Ｆ２を発生させて、衝撃力Ｆ１を小さくできるので、カム溝面６ａやカムフォロワ４の変形を防止することができる。
【００２４】
移動環３が重くなっても、光軸方向の衝撃に対して、特許文献１のようにカム溝を増やすことなく、カム溝の打痕を防止することができる。また、本実施例は、特許文献２のように螺旋溝を使用しないので、フォーカスやズーム動作で螺旋溝に伴う光学性能の低下を防止することができる。なお、撮像面側から落下しても、カム溝面６ｂとカムフォロワ４と突起８の面８ｂの関係で同様の効果が得られる。
【００２５】
本実施例は、カムフォロワ４の左側に突起８を形成しているが、カムフォロワ４の右側又は両側に形成してもよく、突起８を別部品としてもよい。本実施例では、カム筒の回転に伴って移動環が光軸方向に移動する機構について説明したが、直進案内筒が回転しカム筒のカム溝に沿って移動環が光軸方向に移動する機構としてもよい。本実施例では、レンズ鏡筒１について説明したが、本発明はカメラ本体とレンズ鏡筒が一体型の撮像装置（光学機器）にも適用することができる。
【実施例２】
【００２６】
図３は、実施例２のレンズ鏡筒１１の部分断面図である。図１と同様に、左側が被写体側、右側が撮像面側、Ｏは光軸である。以下、本実施例が実施例１と異なる点を中心に説明する。レンズ鏡筒１１は、光学素子２２、移動環３３、カムフォロワ４４、カム筒５５、直進案内筒７７、固定筒９９を備え、カム筒５５の回転に伴って移動環３３が光軸方向に移動する。
【００２７】
移動環３３には、複数のカムフォロワ４４が取り付けられ、カムフォロワ４４は、カム筒５５のカム溝６６、直進案内筒７７の直進溝７７ａに係合している。直進案内筒７７の外周には、固定筒９９があり、直進案内筒７７と連結している。移動環３３と固定筒９９の間にはバネ（付勢手段）１０があり、これにより移動環３３を被写体側に付勢している。
【００２８】
フォーカスリング（不図示）とカム筒５５は連結しており、フォーカスリングを光軸回りに回転させるとカム筒５５が回転する。カム筒５５と直進案内筒７７の協働作用とバネ１０の付勢によって、光学素子２２を含む移動環３３が、カム溝６６のカム溝面６６ａを摺動しながら安定して光軸方向に移動し、焦点調整を行う。
【００２９】
図４は、レンズ鏡筒１１における直進溝７７ａとカム溝６６とカムフォロワ４４と突起８８の展開図である。なお、図中の上下方向は光軸に平行な方向を示している。
【００３０】
移動環３３には、突起８８が一体形成され、カム溝６６に配置されている。突起８８は、カムフォロワ４４とカム溝６６又は直進溝７７ａの少なくとも一方の変形を低減する。カム溝６６には、突起８８とカムフォロワ４４が配置されている。突起８８は、カム溝６６の１つの摺動面であるカム溝面６６ａに対向する面８８ａを有する。突起８８は、（カム溝面６６ａに接触可能であるが）通常状態（カムフォロワ４又は移動環３のカムフォロワ取付部が変形しない状態）では、カム溝６６の摺動面から離間している。
【００３１】
突起８８をカムフォロワ４４の近くに隣接して配置すると、移動環３３のカムフォロワ取付部又はカムフォロワ４４のいずれか一つが変形した場合に、変形とほぼ同時にカム溝面６６ａに接触し易くなり、カムへの負荷を軽減する事ができる。
このため、本実施例は、カムフォロワ４４の近くに突起８８を配置している。
【００３２】
突起８８は、衝撃を受けた時に、変形が少ない方が望ましいので、光軸Ｏに垂直な断面において、突起８８の光軸Ｏに垂直な方向の厚さは、カム筒５５の肉厚の半分以上、周方向の幅はカムフォロワ４の直径の半分以上が望ましい。半分以下になると、突起８８の効果が小さくなり、カム溝面６６ａとカムフォロワ４４の接触点ＢＢに打痕が発生するおそれがある。よって、突起８８の光軸Ｏに対して垂直方向の厚さは、カム筒の厚さの半分以上、周方向の厚さは、カムフォロワ４４の直径の半分以上が望ましい。
【００３３】
次に、本実施例のレンズ鏡筒１１のカム溝の打痕の防止効果について説明する。レンズ鏡筒１１を被写体側から光軸Ｏと略平行なＡＡ方向に落下させ、レンズ鏡筒１１が床面等に衝突して移動が止まった場合、カム溝面６６ａとカムフォロワ４４の接触点ＢＢに衝撃力ＦＦ１が発生する。
【００３４】
この時、樹脂部材である移動環３３のカムフォロワ取付部又はカムフォロワ４４のいずれかが変形する。これにより、通常状態では離間していた突起８８の面８８ａがカム溝面６６ａと接触し、接触面ＣＣが作られる。接触面ＣＣで衝撃力ＦＦ２を発生させて、衝撃力ＦＦ１を小さくできるので、カム溝面６６ａやカムフォロワ４４の変形を防止することができる。
【００３５】
移動環３が重くなっても、光軸方向の衝撃に対して、特許文献１のようにカム溝を増やすことなく、カム溝の打痕や破損を抑制することができる。また、本実施例は、特許文献２のように螺旋溝を使用しないので、フォーカスやズーム動作で螺旋溝に伴う光学性能の低下を防止することができる。
【００３６】
なお、撮像面側から落下すると、突起８８がカム溝面６６ｂに接触しない可能性があるが、移動環３３をバネ１０でカム溝面６６ａに付勢し、カムフォロワ４４が摺動するのはカム溝面６６ａなので問題ない。
【００３７】
本実施例は、カムフォロワ４４の左側に突起８８を形成しているが、カムフォロワ４４の右側又は両側に形成してもよく、突起８８を別部品としてもよい。本実施例では、カム筒の回転に伴って移動環が光軸方向に移動する機構について説明したが、直進案内筒が回転しカム筒のカム溝に沿って移動環が光軸方向に移動する機構としてもよい。本実施例では、レンズ鏡筒１について説明したが、本発明はカメラ本体とレンズ鏡筒が一体型の撮像装置にも適用することができる。
【００３８】
実施例１、２は、光軸に略平行な方向から落下させた場合の効果を説明している。しかし、使用者がレンズ鏡筒の運搬中に誤って落下させる場合など、光軸Ｏに略垂直な方向から落下すると、カムフォロワは直進溝面と接触し、接触点に衝撃力が発生することになる。その場合は、光軸Ｏに略平行な方向から落下させた場合と同様に、突起はカムフォロワと同時に直進溝面に接触することとなり、接触点への負荷が軽減でき、直進溝面やカムフォロワの変形を防止することができる。
【００３９】
以上説明したように、本発明の構造を用いれば、移動環が重くなった場合でも、落下等の衝撃に対して、カム溝の打痕や破損を抑制し、螺旋溝を使用しないので光学性能の低下を防止することができる。なお、移動環において、カムフォロワは直進溝又はカム溝の少なくとも一方に係合すればよく、突起は前記少なくとも一方に配置されればよい。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、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】
【００４１】
本発明の光学機器は、レンズ鏡筒、レンズ一体型の撮像装置、レンズ鏡筒とレンズ鏡筒が装着可能な撮像装置を有する撮像システムの用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
２、２２…光学素子、３、３３…移動環、４、４４…カムフォロワ、５、５５…カム筒、６、６６…カム溝、６ａ、６ｂ、６６ａ、６６ｂ…カム溝面、７、７７…直進案内筒、７ａ、７７ａ…直進溝、８、８８…突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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