JP4810506B2 - レンズ位置調整装置 - Google Patents

Description

本発明はカメラのレンズ位置調整装置に関し、特にレンズ鏡筒に設けられた操作環を回動してレンズを光軸方向に移動させる構成のレンズ鏡筒において操作環の回動位置に対するレンズの光軸方向の位置を調整可能にしたレンズ位置調整装置に関するものである。

カメラのレンズにはレンズ鏡筒に設けられてフォーカス（焦点位置）設定やズーム（焦点距離）設定を行うためのフォーカス操作環やズーム操作環が設けられ、撮影者がこれらの操作環を手操作で回動してレンズ鏡筒内のレンズの光軸方向の位置を変化させてフォーカスやズームの設定を行うようになっている。操作環を回動してレンズの光軸位置を変化させる機構としては種々のものが提案されているが、その一つに操作環の回動によってレンズ鏡筒内のカム環を回動するように構成するとともに、レンズを支持しているレンズ枠にカム環に設けられたカム溝に係合するカムローラを一体に設け、カム環の回動量をカムローラ、すなわちレンズの光軸方向の移動量に変換する構成がある。

このような構成では、操作環の回動位置とレンズの光軸方向位置を正しく位置合わせするための調整が必要になる。例えばフォーカス調整は、フォーカス操作環をレンズ鏡筒に設けられた距離目盛りに合わせたときに、レンズが当該距離に対応する光軸方向の位置に移動されるように調整する。このようなフォーカス操作環の回動位置とレンズの光軸方向位置を対応させるためのフォーカス調整を行う手法として、フォーカス操作環とフォーカスカム環との相対的な光軸方向の距離を調整する手法がある。すなわち、フォーカス操作環に対するフォーカスカム環の光軸方向の位置を変化させれば、フォーカス操作環を同じ位置に回動した場合でもフォーカスカム環の光軸方向の位置が相違され、レンズの位置を変化させることができる。この調整を行うために、従来ではフォーカス操作環とフォーカスカム環とを連結する部位に光軸方向に所要の厚さを有する調整シムを介在させておき、この調整シムの枚数を変化させることでフォーカス操作環とフォーカスカム環との相対位置を変化させている。例えば、特許文献１には従来技術の説明として、レンズのピント調整の方法の一つにレンズ系内に調整シムと等価な働きをする調整分のワッシャを加える方法があることが開示されている。
特開２００２−６２４６６号公報

このような調整シムを用いて部材間の光軸方向を調整してレンズ位置を調整する技術では、調整シムは予め設定された厚さであるので、調整可能なフォーカス量は調整シムの厚さに限定され、あるいは複数枚の調整シムを用いる場合にはその枚数に対応したフォーカス量に限定されることになり、いずれも段階的な数値の量になる。また、異なる厚さの調整シムを用いたときには調整できる数値の量を変化させることは可能であるが、調整可能な数値が段階的な数値であることは解消できない。また、調整シムの厚さの低減には限度があり、また厚さ寸法の精度を高めるのにも限度があるため、調整量を微細に設定することは困難である。そのため、従来ではフォーカス調整やズーム調整におけるレンズの位置調整を微細にかつ連続的に調整し、誤差の無い調整を行うことが極めて難しいという問題がある。

本発明の目的は、操作環の回動位置に対するレンズの光軸方向の位置を微細にかつ連続して位置調整することを可能にしたレンズ位置調整装置を提供するものである。

本発明は、固定環にスクリュー構造で支持されて光軸回りに回動操作される操作環と、操作環の回動に追従して光軸方向に移動されるレンズとを備えるレンズ鏡筒において、操作環は回動操作される操作環部と、固定環に螺合される補助環部とで構成されており、操作環部と補助環部とは相対回動位置が調整可能に構成されていることを特徴とする。

また、本発明は、操作環と一体的に回動されかつ光軸方向に移動されるカム環を備え、レンズはカム環に設けられたカム手段によって当該カム環の回動及び光軸方向の移動に追従して光軸方向に移動可能とされ、操作環とカム環との光軸方向の相対位置を調整するための光軸方向相対位置調整手段を備える。この光軸方向相対位置調整手段は操作環とカム環との連結部に介在されて両者の光軸方向の寸法を調整するための調整シムで構成される。

本発明においては、操作環部と補助環部のいずれか一方に円周方向の円弧溝が形成され、他方は前記円弧溝に沿って相対回動位置が変化可能に構成されることが好ましい。円弧溝内において操作環部と補助環部とを連結する調整ネジを有し、円弧溝内での調整ネジの位置を変化させて相対回動位置を調整する。円弧溝の円弧長は、当該円弧長の角度だけ補助環部が回動されたときに光軸方向に移動する距離が調整シムの１枚の厚さ寸法以上とする。

本発明によれば、操作環の操作環部と補助環部との相対回動位置を連続的に調整可能であるので、これに追従させて操作環の回動位置に対するレンズの光軸方向の位置を連続的に調整することができる。また、調整シムにより操作環とカム環との光軸方向の相対位置の調整が可能であるので、レンズの光軸方向を長い距離範囲にわたって位置調整することができる。さらに、操作環部と補助環部は一方に設けた円弧溝とその内部に配設された調整ネジとにより両者の相対回動位置を調整することができ、円弧溝の円弧長を調整シムの１枚の厚さ寸法に相当する長さとすることで、レンズの光軸方向を少なくとも調整シムの厚さ寸法を含む長さ範囲にわたって連続的に位置調整することができる。したがって、調整シムと併用することで極めて長い範囲にわたっての位置調整が可能になる。

次に、本発明の実施例１について図面を参照して説明する。図１は本発明をフォーカス機構に適用したレンズ鏡筒の要部の断面図であり、図２はその一部の概略分解斜視図である。レンズ鏡筒内の固定環１の内部前端には固定レンズＬ１が固定されている。この固定環１の内周位置には光軸方向に沿って移動可能なレンズ支持枠２が内挿されており、このレンズ支持枠２に可動レンズＬ２が支持されている。この可動レンズＬ２は当該可動レンズＬ２が光軸方向に移動されたときにレンズ鏡筒におけるフォーカス調整を行うためのものである。なお、実施例１では固定レンズＬ１と可動レンズＬ２はそれぞれレンズ群として構成した例が示されているが、各１枚のレンズで構成されていてもよい。前記固定環１の外周位置には筒状をしたフォーカスカム環３が嵌装されており、その前端部においてレンズ鏡筒の外周に配置されるフォーカス操作環４に一体的に連結されている。前記フォーカスカム環３には所定のカム溝３１が形成されており、前記レンズ支持枠２に立設されて外径方向に突出され、かつ前記固定環１に開口された光軸方向の直線溝１１を径方向に挿通したカムローラ２１が嵌合されている。これにより、フォーカスカム環３が光軸Ａｘの回りに回動されると、カム溝３１とカムローラ２１とのカム動作によってレンズ支持枠２、すなわち可動レンズＬ２が光軸方向に移動され、レンズ鏡筒におけるフォーカス調整が可能になる。

前記フォーカス操作環４は前記レンズ鏡筒の最外周に設けられた外周固定環５に螺合支持されている。すなわち前記フォーカス操作環４は撮影者によって手操作により回動される操作環部４１と、この操作環部４１の光軸方向後側に連結されている筒状をした補助環部４２とで構成されており、前記操作環部４１は前記外周固定環５とほぼ同じ径位置に配置されているが、前記補助環部４２は外周固定環５よりも小径に形成されて外周固定環５の内周位置に配置されている。そして、外周固定環５の内周面に設けられたスクリュー溝５ａと補助環部４２の外周面に設けられたスクリュー溝４２ａとが互いに螺合されている。また、前記操作環部４１と補助環部４２は、図３に操作環部４１を光軸方向から見た正面図に示すように、円周方向の３箇所において調整ネジ４３により互いに連結されている。すなわち、操作環部４１の光軸方向の後面には光軸を中心にした円環状の凹溝４１１が形成され、補助環部４２の光軸方向の前面には当該凹溝４１１に嵌合する円環状のフランジ部４２１が設けられており、操作環部４１と補助環部４２はこれら凹溝４１１とフランジ部４２１とのすべり結合によって両者は光軸Ａｘを中心に相対回動可能に構成されている。また、この凹溝４１１に対向する操作環部４１の円周方向の３箇所にはそれぞれ詳細を後述するように所要の円弧長を有する円弧溝４１２が板厚方向（光軸方向）に貫通されており、これらの円弧溝４１２をそれぞれ光軸方向の前方から後方に向けて挿通される前記した３本の調整ネジ４３を補助環部４２のフランジ部４２１に螺合し、これら３本の調整ネジ４３で円弧溝４１２が形成された領域の一部を光軸方向に挟持することによって操作環部４１と補助環部４２とを一体的に連結している。したがって、この連結構造では、３本の調整ネジ４３を緩めると、各調整ネジ４３は各円弧溝４１２内で円周方向に相対移動できるようになるため、円弧溝４１２の円弧長の範囲で操作環部４１を補助環部４２に対して回動させ、両者の相対回動位置関係を調整することが可能になる。

このフォーカス操作環４を含むフォーカス構造では、フォーカス操作環４が操作環部４１において光軸回りに回動されるとこれに調整ネジ４３によって連結されている補助環部４２も一体に回動し、外周固定環５と補助環部４２の各スクリュー溝５ａ，４２ａの螺合によって補助環部４２と操作環部４１、すなわちフォーカス操作環４は回動と同時に光軸方向に微小移動される。このフォーカス操作環４の回動によりフォーカスカム環３も回動して可動レンズＬ２を光軸方向に移動させることは前述の通りであるが、フォーカス操作環４は回動と同時に光軸方向に移動するため、フォーカスカム環３においては、この光軸方向の移動を考慮して前記可動レンズＬ２が所望の光軸位置に移動されるように前記カム溝３１の形状を設計することになる。

ここで、前記フォーカスカム環３はその光軸方向前端部に設けた外フランジ部３２において前記フォーカス操作環４の操作環部４１の前端部に設けた内フランジ部４１３に対して光軸方向に衝接され、図には表れない連結ネジにより一体的に連結されている。このとき、フォーカスカム環３の外フランジ部３２とフォーカス操作環（操作環部）４の内フランジ部４１３との間に所要の厚さをした円環状の調整シム６を介在させることにより、フォーカスカム環３とフォーカス操作環４との光軸方向の相対距離を調整シム６の厚さだけ離すことができる。これにより、フォーカス操作環４を回動して外周固定環５に対する光軸方向の位置を変化調整したときに、これに追従して光軸方向に移動するフォーカスカム環３の光軸方向の位置を調整シム６の厚さだけ変化させることができ、さらにはフォーカス調整を行うレンズ支持枠２、すなわち可動レンズＬ２の光軸方向の位置を調整することが可能になる。なお、調整シム６は厚さが同じものを複数枚用意しておき、介在させる調整シム６の枚数を選択することで実質的に厚さが異なる調整シムとして構成することも可能であり、ここではこのような複数枚の調整シム６を用いている。

以上の実施例１の構成によれば、撮影者がフォーカス操作環４を回動操作すると、操作環部４１が回動され、これに連結されている補助環部４２が一体に回動される。補助環部４２はスクリュー溝４２ａ，５ａにより外周固定環５に螺合されているため、図４に模式図を示すように、補助環部４２は回動に伴ってスクリュー溝５ａ，４２ａのピッチ寸法Ｌｐに従って回動角に対応した距離だけ光軸方向に移動される。これにより、操作環部４１、すなわちフォーカス操作環４も光軸方向に移動される。この操作環部４１の光軸回り方向の回動と光軸方向の移動によりフォーカスカム環３も一体的に光軸回り方向に回動され、同時に光軸方向に移動される。このフォーカスカム環３の光軸回り方向及び光軸方向の移動によりカム溝３１に係合されているカムローラ２１が光軸方向に移動され、レンズ支持枠２すなわち可動レンズＬ２が光軸方向に移動され、フォーカス操作環４の回動位置に対応した所定の光軸方向の位置に設定されることになる。

ここで、フォーカス操作環４の回動位置に対して可動レンズＬ２の光軸位置が正しく調整されていない場合には、フォーカス操作環４を外周固定環５に設けた距離目盛りに合わせても実際のフォーカス位置に誤差が生じてしまうことになる。そのため、フォーカス調整として、フォーカスカム操作環４とフォーカスカム環３との間に介在させている調整シム６の枚数を増減する調整作業を行う。調整シム６の枚数を減らすことによりフォーカス操作環４とフォーカスカム環３の光軸方向の距離が短くなり、調整シム６の枚数を増やすことにより両者の光軸方向の距離が長くなる。この調整シム６による調整を行うことにより、フォーカス操作環４を同じ回動位置に設定してもフォーカスカム環３の光軸方向の位置を変化させることができるので、調整シム６によって可動レンズＬ２の光軸位置をフォーカス調整することが可能になる。

しかしながら、この調整シムによるフォーカス調整では、調整可能な寸法単位は調整シムの厚さ寸法であるため、調整量は図５に破線で示すように調整シムの１枚の厚さ寸法Ｌｓ単位の段階的な寸法調整となっており、この寸法Ｌｓよりも微小な寸法の調整は困難である。そこで実施例１では、フォーカス調整の精度を高めるためにフォーカス操作環４の操作環部４１と補助環部４２との連結部での調整を実行する。すなわち、補助環部４２に螺合されている３本の調整ネジ４３を緩めて各調整ネジ４３を操作環部４１の各円弧溝４１２内で円周方向に相対移動できる状態とし、この円弧溝４１２の円弧長の範囲で補助環部４２を操作環部４１に対して相対回動させ、両者の相対回動位置関係を変化させる。その上で再び３本の調整ネジ４３を締結し、操作環部４１と補助環部４２とを一体的に連結する。これにより、補助環部４２の回動により補助環部４２が外周固定環５に対して光軸方向に移動され、この移動に伴って操作環部４１とこれに連結されたフォーカスカム環３が光軸方向に移動されても、操作環部４１は外周固定環５に対する回動位置が変化していないので、操作環部４１の回動位置に対するフォーカスカム環３の光軸位置が変化されることになる。すなわち、フォーカス操作環４の操作環部４１の回動位置に対するフォーカスカム環３の光軸方向位置を変化させ、さらには可動レンズＬ２の光軸位置を変化させることになる。換言すれば、３本の調整ネジ４３による補助環部４２と操作環部４１との相対回動位置調整を行うことによって可動レンズＬ２でのフォーカス調整を行うことができることになる。

すなわち、調整ネジ４３による操作環部４１での回動位置調整に際しては、図３に示す円弧溝４１２の円周長さの範囲内で補助環部４２を操作環部４１に対して回動位置調整することが可能である。この調整可能な回動範囲は、図５に示すように、外周固定環５に対して円弧溝４１２の円周長さの中心角θａだけ補助環部４２が回動したときに光軸方向に移動する長さである。この長さＬｘは、円弧溝４１２の中心角をθａとし、スクリュー溝５ａ，４２ａのピッチ寸法（補助環部４２が１回転したときに光軸方向に移動する長さ）をＬｐとしたとき、
Ｌｘ＝Ｌｐ・（θａ／３６０）
である。したがって、この長さＬｘが調整シム６による調整の単位となる寸法Ｌｓよりも大きくなるように設定すれば、調整シム６による調整寸法Ｌｓよりも光軸方向に長い範囲での調整を可能にする一方で、寸法Ｌｓよりも小さい寸法でのフォーカス調整が可能になり、しかも補助環部４２は操作環部４１に対して連続的な角度で相対回動させることが可能であるためフォーカス調整量を連続的に変化させながら行うことが可能になる。実施例１では、調整長さＬｘを調整シムに６よる寸法Ｌｓの２倍に設定している。したがって、調整シム６の枚数を１枚増やし、或いは減らす代わりに調整ネジ４３による調整のみで調整シム６の２枚分に相当する調整を行うことも可能になる。

このように、実施例１では調整ネジ４３によりフォーカス操作環４の操作環部４１と補助環部４２との相対回動位置を連続的に調整可能であるので、これに追従させてフォーカス操作環４の回動位置に対するフォーカスカム環３の回動及び光軸方向の位置を連続的に調整することができる。これにより、調整シム６による段階的な可動レンズＬ２の光軸方向の位置調整に併せて調整ネジ４３による可動レンズＬ２の連続特性での光軸方向の位置調整が可能になり、フォーカスレンズの位置を連続的に正確に位置調整することが可能になる。

本発明において円弧溝４１２の中心角（円弧方向の長さ）は調整シム６の１枚の厚さに相当する長さ以上あればよく、実施例１のように２倍の長さにしてもよい。あるいは２倍以上、あるいは２倍以下の寸法であってもよいことは言うまでもない。また、本発明は、調整シムによる調整と円弧溝による調整とを併用してもよいことは言うまでもなく、この場合には円弧溝の中心角は調整シムの１枚の厚さに相当する長さだけあれば調整シムの枚数を増減することによって極めて広い範囲での調整が可能になる。さらに、本発明は、フォーカス操作環４の操作環部４１と補助環部４２との相対回動位置が調整可能な構成であれば実施例１の構成に限られるものではない。例えば、円弧溝を補助環部に設け、調整ネジを操作環部に螺合した構成でもよい。

本発明のレンズ位置調整装置は実施例１のフォーカス調整装置に限られるものではなく、操作環を回動したときにレンズを光軸方向に移動させる機構であれば、例えばズームレンズ機構のズーム操作環とズームレンズの光軸位置を調整するためのズーム調整装置として構成することも可能である。

本発明の実施例１のレンズ鏡筒の要部の断面図である。 要部の概略構成を示す分解斜視図である。 フォーカス操作環を光軸方向から見た正面図である。 要部の拡大断面図である。 調整シムと調整ネジによるフォーカス調整特性を説明するための図である。

符号の説明

１ 固定環
２ レンズ支持枠
３ フォーカスカム環
４ フォーカス操作環
５ 外周固定環
５ａ スクリュー溝
６ 調整シム
４１ 操作環部
４２ 補助環部
４２ａ スクリュー溝
４３ 調整ネジ
４１２ 円弧溝
Ｌ１ 固定レンズ
Ｌ２ 可動レンズ

Claims (7)

1. 固定環にスクリュー構造で支持されて光軸回りに回動操作される操作環と、前記操作環の回動に追従して光軸方向に移動されるレンズとを備えるレンズ鏡筒において、前記操作環は回動操作される操作環部と、前記固定環に螺合される補助環部とで構成されており、前記操作環部と前記補助環部とは相対回動位置が調整可能に構成されていることを特徴とするレンズ位置調整装置。
2. 前記操作環と一体的に回動されかつ光軸方向に移動されるカム環を備え、前記レンズは前記カム環に設けられたカム手段によって当該カム環の回動及び光軸方向の移動に追従して光軸方向に移動可能とされ、前記操作環と前記カム環との光軸方向の相対位置を調整するための光軸方向相対位置調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ位置調整装置。
3. 前記光軸方向相対位置調整手段は前記操作環と前記カム環との連結部に介在されて両者の光軸方向の寸法を調整するための調整シムであることを特徴とする請求項２に記載のレンズ位置調整装置。
4. 前記操作環部と前記補助環部のいずれか一方に円周方向の円弧溝が形成され、他方は前記円弧溝に沿って相対回動位置が変化可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズ位置調整装置。
5. 前記円弧溝内において前記操作環部と前記補助環部とを連結する調整ネジを有し、前記円弧溝内での前記調整ネジの位置を変化させて前記相対回動位置を調整することを特徴とする請求項４に記載のレンズ位置調整装置。
6. 前記円弧溝の円弧長は、当該円弧長の角度だけ補助環部が回動されたときに光軸方向に移動する距離が前記調整シムの１枚の厚さ寸法以上であることを特徴とする請求項５に記載のレンズ位置調整装置。
7. 前記操作環はフォーカス操作環であり、前記レンズはフォーカス設定用のレンズであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のレンズ位置調整装置。
   
   

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