JP2007148021A

JP2007148021A - レンズ鏡胴

Info

Publication number: JP2007148021A
Application number: JP2005342523A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Mori; 義孝森
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】鏡胴本体の内部に配置された回転筒の回動によって回転筒の内部に配置された可動レンズを光軸方向に前後移動させるレンズ鏡胴において、鏡胴本体を外側と内側とに分け、外側の鏡胴本体をプラスチック、回転筒と摺動する内側の鏡胴本体と回転筒とを例えばアルミウムで製造することによって、鏡胴本体内部の回転筒の温度変化によるトルク変動を低減することができると共に、鏡胴本体の外側が複雑な形状であっても低コストで製造することができるレンズ鏡胴を提供する。
【解決手段】レンズ鏡胴１０にズームレンズ２２は、前部固定筒１４の内部に配置された回転筒４８の回動によって光軸方向に前後移動する。鏡胴本体は、前部固定筒１４と中間筒４６の２つに分けられており、複雑な形状の前部固定筒１４はプラスチックにより、中間筒４６と回転筒４８は、アルミニウムにより製造される。
【選択図】図１

Description

本発明はレンズ鏡胴に係り、特に鏡胴本体に対して回動する回転筒の回転により光軸方向に前後移動する可動レンズを備えたレンズ鏡胴に関する。

従来、可動レンズを光軸方向に前後移動可能に支持するレンズ鏡胴として次のように構成されたものが知られている。例えば、筒状に形成された鏡胴本体の内部にカム筒（回転筒）が回動可能に配置され、そのカム筒の内部に保持枠に保持された可動レンズが配置される。可動レンズの保持枠には係合ピンが設けられており、その係合ピンがカム筒のカム溝を挿通して鏡胴本体の内周面に形成された直進溝に係合される。カム筒は、例えば鏡胴本体の外側に回動可能に設けられた操作リングに連結される（例えば特許文献１参照）。これにより、可動レンズは、鏡胴本体の直進溝によって回動を規制された状態で光軸方向に前後移動可能に支持される。また、操作リングが回動するとカム筒が回動することによって、カム筒のカム溝と鏡胴本体の直進溝とが交差する位置に保持枠の係合ピンが移動し、それに伴って保持枠に保持された可動レンズが移動する。このような機構は、例えば、リアフォーカス式の撮影レンズにおいて用いられている。
特開平９−２１１３０３号公報

上記のようなレンズ鏡胴の機構において、従来、カム筒は、プラスチックで製造されることもあるが、強度上、鏡胴外径の小型化と高い光学性能を確保するためにアルミニウムで製造されることが多い。一方、カム筒の外側の鏡胴本体は、形状が複雑となる場合には、アルミニウムよりもプラスチックが用いられている。例えば、カム筒内の可動レンズやその他の可動レンズのセンサ（位置センサ等）や可動レンズを電気的に制御する撮影レンズの場合、鏡胴本体の外周部にアクチュエータ等の電気部品を設置するためのボスやリブ等の凹凸が形成されるため、鏡胴本体の形状が複雑となる。そのような場合には複雑な形状でも比較的容易且つ安価に成形できるプラスチックで鏡胴本体を製造した方が有利であり、アルミニウムで製造するとコストが高くなるという欠点がある。

そこで、鏡胴本体をプラスチックで製造し、カム筒をアルミニウムで製造した場合、上記のような観点では利点があるが、鏡胴本体とカム筒との組み合わせ上、次のような欠点があった。第１の欠点として、カム筒は鏡胴本体と摺動しながら回動するが、鏡胴本体とカム筒の材質が異なり熱膨張係数も異なるため、カム筒を回動させるための作動トルクが温度変化によって大きく変動するという問題がある。例えば、カム筒に連結された操作リングの回動操作によって可動レンズを移動させる場合に、操作リングの操作感が温度によって変動するため操作性が悪くなるおそれがある。第２の欠点として、鏡胴本体の内周面には直進溝が形成されるが、鏡胴本体をプラスチックで製造するとその直進溝の精度を確保することが難しいという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、鏡胴本体内部の回転筒（例えばカム筒）の温度変化によるトルク変動を低減することができると共に、鏡胴本体が複雑な形状であっても低コストで製造することができるレンズ鏡胴を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ鏡胴は、筒状に形成された鏡胴本体と、該鏡胴本体の内部に回動可能に配置された回転筒と、該回転筒の内部において該回転筒の回動に連動して光軸方向に移動する可動レンズとを備えたレンズ鏡胴において、前記鏡胴本体は、外周側を構成する第１鏡胴本体と内周側を構成する第２鏡胴本体とからなり、前記第１鏡胴本体は、プラスチックにより形成され、前記第２鏡胴本体及び前記回転筒は、前記第１鏡胴本体のプラスチックと異なる材料であって、熱膨張係数が前記第１鏡胴本体のプラスチックの熱膨張係数以下で、且つ、前記第１鏡胴本体のプラスチックよりも硬質の材料により形成されたことを特徴としている。

本発明によれば、鏡胴本体を２つに分け、回転筒と接触しない外側の第１鏡胴本体をプラスチックで製造するようにしたため、鏡胴本体の複雑な形状となり得る外側の部分を低コストで製造することができる。一方、回転筒が摺動する内側の第２鏡胴本体を回転筒と同一の材料で製造すると共に、その材料を、第１鏡胴本体のプラスチックの熱膨張係数以下となる熱膨張係数のものとし、且つ、硬質のものとするようにしたため、温度変化による回転筒の作動トルクの変動を低減することができる。

請求項２に記載のレンズ鏡胴は、請求項１に記載の発明において、前記第２鏡胴本体と前記回転筒のいずれか一方に光軸方向の直線状の直線溝が形成され、他方にカム溝が形成され、前記直線溝と前記カム溝に、前記可動レンズに設けられた係合ピンが係合し、前記回転筒の回動によって前記可動レンズが移動することを特徴としている。本発明は、回転筒の回動により可動レンズを光軸方向に前後移動させる機構の具体的態様を示し、このような場合に、第２鏡胴本体と回転筒の材料を請求項１のようにすると、カム溝や直線溝を高い精度で形成することができると共に温度変化の影響を少なくすることができ光学性能を向上させることができる。また、レンズ鏡胴を小型化する際等において必要な強度も確保することができる。

請求項３に記載のレンズ鏡胴は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第２鏡胴本体と前記回転筒は、アルミニウムで形成されたことを特徴としている。本発明は、第２鏡胴本体と回転筒の材料に関する具体的態様を示したもので、それらをアルミニウムで製造すると好適である。

請求項４に記載のレンズ鏡胴は、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記第１鏡胴本体の外周部に電気部品を設置するための凹凸形状が形成されることを特徴としている。本発明は、第１鏡胴本体の外周部が複雑な形状となる場合の態様を示し、このような場合に第１鏡胴本体をプラスチックですると、効果的である。

本発明に係るレンズ鏡胴によれば、鏡胴本体内部の回転筒の温度変化によるトルク変動を低減することができると共に、鏡胴本体が複雑な形状であっても低コストで製造することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ鏡胴を実施するための最良の形態について詳説する。

図１は、本発明が適用された例えば民生用の高級ビデオカメラ、テレビ放送用のＥＮＧカメラ、監視用カメラ等に使用されるリアフォーカス式で可変焦点距離の撮影レンズにおけるレンズ鏡胴を示した側面断面図である。

同図におけるレンズ鏡胴１０は、後端に詳細を省略したレンズマウント１２が形成されており、そのレンズマウント１２によって図示しないカメラヘッドに着脱可能に装着されるようになっている。

レンズ鏡胴１０の固定筒（鏡胴本体）は、筒状に形成されて順に連結される前部固定筒（第１鏡胴本体）１４、中部固定筒１６、後部固定筒１８によって構成されており、それらの固定筒１４、１６、１８によってレンズ鏡胴１０を構成する各部材が支持されるようになっている。

レンズ鏡胴１０の光軸Ｏ上には、被写体の像を結像する光学系として対物側から順に、固定レンズ（群）２０、ズーム（変倍）レンズ（群）２２、絞り２４、固定レンズ（群）２８、防振レンズ（群）３０、固定レンズ（群）３２、フォーカスレンズ（群）３４、固定レンズ（群）３６が配置されている。

ズームレンズ２２は、光学系のズーム倍率（焦点距離）を変更するもので、保持枠４０に保持された状態で光軸方向に移動可能に前部固定筒１４の内部に配置されている。詳細は後述するが、ズームレンズ２２の保持枠４０は、移動筒４４、回転筒（カム筒）４８、中間筒（第２鏡胴本体）４６によって光軸方向に移動可能に支持されると共に、ズームリング５２の回動操作によって移動するようになっている。

防振レンズ３０は、図示しない支持機構により光軸に直交する面内で上下方向及び左右方向に移動可能に支持されている。また、防振レンズ３０の上下方向と左右方向への駆動は、図示しない駆動機構のモータにより行われるようになっており、モータを制御することにより防振レンズ３０の上下方向と左右方向の位置が制御されるようになっている。防振レンズ３０が上下方向又は左右方向に変位すると、その変位に対応して像の結像位置も上下方向又は左右方向に変位することから、レンズ鏡胴１０が振動した際に、その振動による像振れを打ち消すように防振レンズ３０を変位させることによって、像振れが防止されるようになっている。尚、防振についての詳細な説明は省略する。

フォーカスレンズ３４は、光学系の焦点位置を変更するもので光軸方向に移動可能に支持されている。詳細は省略するが、中部固定筒１６と、後部固定筒１８との間に光軸方向のガイド棒５６、５６が設けられており、そのガイド棒５６、５６にフォーカスレンズ３４の保持枠５８が連結されている。保持枠５８を図示しない駆動機構（電動又は手動による駆動機構）によってガイド棒５６、５６に沿って移動させることにより、フォーカスレンズ３４が光軸方向に進退移動するようになっている。

絞り２４は、地板６０とカム板７０との間に配置された絞り羽根６８によって開閉動作可能に構成されている。前部固定筒１４と中部固定筒１６の間にはアイリスリング６２が回動可能に配設され、そのアイリスリング６２と、カム板７０との間が連結軸８４により連結されている。これにより、アイリスリング６２の回動操作により、絞り２４が開閉動作するようになっている。

次に、ズームレンズ２２の駆動機構について詳説する。ズームレンズ２２を保持した保持枠４０にはフランジ部４２が形成されており、保持枠４０は、そのフランジ部４２を介して移動筒４４に連結されている。前部固定筒（第１鏡胴本体）１４の内周部には中間筒（第２鏡胴本体）４６がネジ６４により固定され、その中間筒４６の内周部に回転筒（カム筒）４８が回動可能に保持されている。移動筒４４は、回転筒４８の内周部に保持されている。

また、中間筒４６の内周面には光軸方向の直線状の直進溝４６Ａが形成されると共に、回転筒４８にはカム溝（カム形状の孔）４８Ａが形成されており、移動筒４４に固定された係合ピン５０は、回転筒４８のカム溝４８Ａを挿通して中間筒４６の直進溝４６Ａに係合されている。これによって移動筒４４は、回転が規制された状態で光軸方向に前後移動すると共に、係合ピン５０がカム溝４８Ａに係合する位置に保持される。回転筒４８が回動すると、回転筒４８のカム溝４８Ａと中間筒４６の直進溝４６Ａとの交差位置がカム形状に応じた位置に変化し、その交差位置への係合ピン５０の移動によって移動筒４４が光軸方向に前後移動する。

一方、前部固定筒１４の外周部には、ズームリング５２が回動可能に配置されており、そのズームリング５２の内周面の径方向内向きに棒状の連結軸５４が取り付けられている。この連結軸５４は、前部固定筒１４及び中間筒４６に形成された周方向の長孔を挿通して回転筒４８に連結されている。これにより、ズームリング５２を回動操作すると、それに連動して回転筒４８が回動する。回転筒４８が回動すると、上述のように移動筒４４が進退移動し、移動筒４４と連動してズームレンズ２２が光軸方向に移動する。従って、ズームリング５２の回動操作によりズーム倍率が変更される。尚、ズームレンズ２２の保持枠４０及び移動筒４４は一体形成されていてもよい。

ところで、前部固定筒１４と中間筒４６とは、レンズ鏡胴として固定された状態にあり、本来は鏡胴本体として一体形成可能な部材であるが、本実施の形態では、別々の部材として形成されている。そして、前部固定筒１４は、プラスチック、例えばポリカーボネート樹脂で形成され、中間筒４６は、そのプラスチックよりも熱膨張係数が小さく、且つ、硬質のアルミニウムによって形成されている。一方、中間筒４６に摺動しながら回動する回転筒４８は、中間筒４６と同一のアルミニウムによって形成されている。尚、本実施の形態では、ポリカーボネート樹脂の熱膨張係数が３〜４×１０^-5 [１/℃]（２０〜１００℃）、アルミニウムの熱膨張係数が２．３〜２．４×１０^-5[１/℃]（２０〜１００℃）の材料を使用した。

これによれば、中間筒４６と回転筒４８とが同一で、且つ、熱膨張係数が小さい材料で形成されているため、回転筒４８を回動させる際の作動トルクが温度変化の影響を受け難くなる。即ち、ズームリング５２をマニュアルで回動操作する場合の操作感が温度変化によって変動しないという利点がある。また、例えばプラスチックで形成した場合に比べて中間筒４６の直進溝４６Ａと回転筒４８のカム溝４８Ａの精度が高くすることができ、光学性能を向上させることができる。更に、レンズ鏡胴全体を小型化した場合に、中間筒４６と回転筒４８の必要な強度を確保することができるという利点がある。

一方、前部固定筒１４は、プラスチックによって形成されるため前部固定筒１４が複雑な形状であってもアルミニウムで形成するよりも低コストで製造することができる。例えば、前部固定筒１４の外周部には、ズームリング５２やアイリスリング６２等を回動自在に支持すると共に補強作用（リブとしての作用）を有するフランジ９０、９２が突出して一体形成されている。

また、詳細は省略するが前部固定筒１４には、ズームリング５２を電動で回動するためのモータ９４が設置されており、そのモータ９４の回転軸にはギア９６が固定され、そのギア９６が図示しないクラッチを介してズームリング５２の内周部に形成されたギア５２Ａに係合するようになっている。そのため、前部固定筒１４には、モータ９４やクラッチを配置するスペースを確保するための切欠きや、それらを設置するためのボス（位置決め用ボスやネジ止め用ボス）等の凹凸形状が形成されている。尚、クラッチは手動でズームリング５２を回動操作する場合とモータ９４によってズームリング５２を回動操作する場合とで切り替えるためのものである。また、ズームレンズ２２の位置を検出するポテンショメータを設置するための凹凸形状が前部固定筒１４に外周部に形成されている。更に、図示しないフォーカスリング（例えば前部固定筒１４の前側の外周部に設置される）の回転位置をポテンショメータで電気的に検出してフォーカスレンズ３４をモータで駆動する場合に、そのポテンショメータ設置するための凹凸形状が前部固定筒１４の外周部に形成されている。このように複雑な形状を有する前部固定筒１４は、プラスチックで製造した方がアルミニウムで製造するよりも低コストとなる。

また、このように前部固定筒１４をプラスチックで形成した場合、アルミニウムの中間筒４６と材質が異なるが、前部固定筒１４と中間筒４６との間では摺動しないため特別な問題は生じない。

尚、中間筒４６と回転筒４８は、前部固定筒１４のプラスチックよりも熱膨張係数が同じか又は小さく、且つ、前部固定筒１４のプラスチックよりも硬質の材料であればアルミニウム以外の金属やその他の材料で製造してもよい。また、中間筒４６と回転筒４８は同一材料又は熱膨張係数が近い材料であれば異なる材料で製造されたものであってもよい。更に、前部固定筒１４のプラスチックはできるだけ中間筒４６や回転筒４８と同程度の熱膨張係数のものであることが望ましい。

また、上記実施の形態ではズームレンズ２２の駆動機構に本発明を適用した場合について説明したが、ズームレンズ２２に限らず、鏡胴本体内の回転筒によって光軸方向に前後移動する任意の可動レンズの駆動機構に適用することができる。

図１は、本発明が適用されたリアフォーカス式で可変焦点距離の撮影レンズにおけるレンズ鏡胴を示した側面断面図である。

符号の説明

１０…レンズ鏡胴、１４…前部固定筒（第１鏡胴本体）、１６…中部固定筒、１８…後部固定筒、２２…ズーム（変倍）レンズ、２４…絞り、３０…防振レンズ、３４…フォーカスレンズ、４０…保持枠、４４…移動筒、４６…中間筒（第２鏡胴本体）、４６Ａ…直進溝、４８…回転筒（カム筒）、４８Ａ…カム溝、５０…係合ピン、５２…ズームリング、６２…アイリスリング

Claims

筒状に形成された鏡胴本体と、該鏡胴本体の内部に回動可能に配置された回転筒と、該回転筒の内部において該回転筒の回動に連動して光軸方向に移動する可動レンズとを備えたレンズ鏡胴において、
前記鏡胴本体は、外周側を構成する第１鏡胴本体と内周側を構成する第２鏡胴本体とからなり、
前記第１鏡胴本体は、プラスチックにより形成され、
前記第２鏡胴本体及び前記回転筒は、前記第１鏡胴本体のプラスチックと異なる材料であって、熱膨張係数が前記第１鏡胴本体のプラスチックの熱膨張係数以下で、且つ、前記第１鏡胴本体のプラスチックよりも硬質の材料により形成されたことを特徴とするレンズ鏡胴。
前記第２鏡胴本体と前記回転筒のいずれか一方に光軸方向の直線状の直線溝が形成され、他方にカム溝が形成され、前記直線溝と前記カム溝に、前記可動レンズに設けられた係合ピンが係合し、前記回転筒の回動によって前記可動レンズが移動することを特徴とする請求項１のレンズ鏡胴。
前記第２鏡胴本体と前記回転筒は、アルミニウムで形成されたことを特徴とする請求項１、又は、２のレンズ鏡胴。
前記第１鏡胴本体の外周部に電気部品を設置するための凹凸形状が形成されることを特徴とする請求項１、２、又は、３のレンズ鏡胴。