特開 2025-4348 光学部品のスラストクリアランス調整装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025004348

(43)【公開日】2025-01-15

(54)【発明の名称】光学部品のスラストクリアランス調整装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20250107BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023103974

(22)【出願日】2023-06-26

(71)【出願人】

【識別番号】391044915

【氏名又は名称】株式会社コシナ

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】滝澤 旬平

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044AC00

(57)【要約】      （修正有）

【課題】光軸方向に位置決めされて回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持可能な光学部品のスラストクリアランス調整装置を提供する。
【解決手段】絞り連動リング６の光軸方向端面にクリアランス調整部８が周方向で複数箇所に設けられており、絞り連動リング６が回転操作されると、鋼球８ｂが対向壁４ａに押し当てられたまま摺動回転する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ鏡筒と同心状に配置された光学部品が光軸方向に所定のクリアランスを設けて位置決めされたまま光軸を中心に回転操作される光学部品のスラストクリアランス調整装置であって、
前記光学部品の光軸方向端面には凹部が設けられ、前記凹部内にはコイルばねが自然長より圧縮して装填さればね端部に連結された鋼球が光軸方向に沿って対向する固定壁に常時押し当てられたクリアランス調整部が、前記光学部品の周方向で複数箇所に設けられており、前記光学部品が回転操作されると、前記鋼球が対向する固定壁に押し当てられたまま各々摺動回転することを特徴とする光学部品のスラストクリアランス調整装置。

【請求項2】

前記クリアランス調整部は、前記光学部品の光軸方向端面に周方向で３か所以上で等間隔に設けられている請求項１記載の光学部品のスラストクリアランス調整装置。

【請求項3】

前記鋼球が常時押し当てられている対向する固定壁は平面又は凹面である請求項１記載の光学部品のスラストクリアランス調整装置。

【請求項4】

前記光学部品は、絞り径を変更する絞り調整リングに連動する絞り連動リングであり、前記絞り連動リングの光軸方向端面に設けられたクリアランス調整部が、対向する前枠ベースの固定壁に鋼球が常時押し当てられて前記絞り連動リングは光軸方向で前記前枠ベースとの間に所定のクリアランスを設けて位置決めされている請求項１又は請求項２記載の光学部品のスラストクリアランス調整装置。

【請求項5】

前記光学部品は、レンズ鏡筒内に配置されたレンズアッセンブリを光軸方向に移動させるフォーカスリングであり、前記フォーカスリングの光軸方向端面に設けられたクリアランス調整部が、対向する固定筒の固定壁に前記鋼球が常時押し当てられて前記フォーカスリングは光軸方向で前記固定筒との間に所定のクリアランスを設けて位置決めされている請求項１又は請求項２記載の光学部品のスラストクリアランス調整装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラ、プロジェクタ等の撮像装置に組み込まれる光学部品のスラストクリアランス調整装置に関する。

【背景技術】

【0002】

カメラやプロジェクタ等の撮像装置には、絞りを調整するための絞り調整リングや、レンズ群を光軸に沿って進退動するフォーカスリングなどの回転操作を伴う光学部品が設けられている。撮像装置は光軸方向に沿って多数の光学部品が組み付けられるため、光学部品間の公差の積み重ねによる光軸方向のクリアランスのばらつきが生じ易い。特に、回転操作される光学部品は、回転操作するために必要な光軸方向のクリアランスを要する反面、必要以上のクリアランスに起因するガタにより摺動音や絞りの開閉精度やフォーカス量の精度に影響を及ぼすおそれがある。

【0003】

このため、回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを調整するために、板厚の異なる複数の環状のワッシャー（シム）５１を用意しておき、図５に示すように固定部材５２と光軸方向に対向する回転操作部材５３との間に、所定の厚さのワッシャー５１を介在させて、多数の光学部品間の公差の積み重ねによる光軸方向のクリアランスのばらつきを吸収するようにしている。

【0004】

また、固定鏡筒内に設けられ周面にカム溝が設けられたカム筒の回転によってレンズ群間の光軸方向の距離を変更するズームレンズ鏡筒において、樹脂製の固定鏡筒及びカム筒が、環境温度の変化に応じて固定鏡筒の端部に設けられたカム保持枠とカム筒との間の光軸方向のクリアランスが変動する。このクリアランスの変動を抑制するため、環状の弾性片をカム筒の端部とカム保持枠との間に設けてカム筒の光軸方向のガタを吸収する構造が提案されている（特開平３－２４３９０６号）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平３－２４３９０６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、図５に示すように、予め板厚の異なる複数のワッシャー５１を予め準備しておくとすれば、金型を作成して準備する必要がありコストがかかるうえに、ワッシャー５１を交換する度に、光学部品を分解して再度組立てをする調整工程が必要となるため、工数がかかる。
また、特許文献１のように、回転操作されるカム筒の端部と対向するカム保持枠との間に弾性部材を挟み込むことは、摺動抵抗が増加して回転操作性が悪くなるうえに、弾性部材の変形によって光軸方向のクリアランスが変動する恐れがある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、光軸方向に位置決めされて回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持可能な光学部品のスラストクリアランス調整装置を提供することにある。

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に適用される光学部品のスラストクリアランス調整装置は、以下の構成を備える。
レンズ鏡筒と同心状に配置された光学部品が光軸方向に所定のクリアランスを設けて位置決めされたまま光軸を中心に回転操作される光学部品のスラストクリアランス調整装置であって、前記光学部品の光軸方向端面には凹部が設けられ、前記凹部内にはコイルばねが自然長より圧縮して装填さればね端部に連結された鋼球が光軸方向に沿って対向する固定壁に常時押し当てられたクリアランス調整部が、前記光学部品の周方向で複数箇所に設けられており、前記光学部品が回転操作されると、前記鋼球が対向する固定壁に押し当てられたまま各々摺動回転することを特徴とする。
上記構成によれば、光学部品の光軸方向端面にクリアランス調整部が周方向で複数箇所に設けられており、光学部品が回転操作されると、鋼球が固定壁に押し当てられたまま摺動回転する。よって、多数の光学部品間の公差の積み重ねによるスラスト方向のクリアランスのばらつきをコイルばねが吸収し、光学部品のスラストクリアランス調整のための部品交換は不要であり、調整部品やその製造コストを削減し、調整工程も削減することができる。また、回転操作される光学部品のスラストクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持することが可能となる。

【0009】

前記クリアランス調整部は、前記光学部品の光軸方向端面に周方向で３か所以上で等間隔に設けられていてもよい。
これにより、光学部品の光軸方向端面に周方向で３か所以上で等間隔に設けられたクリアランス調整部で光軸方向のクリアランス調整を行うことで、安定した回転操作性と光学性能を維持することができる。

【0010】

前記鋼球が常時押し当てられている対向する固定壁は平面又は凹面であってもよい。
これにより、鋼球は対向する固定壁に押し当てられたまま摺動回転し易く、光学部品の回転操作性が良い。

【0011】

前記光学部品は、絞り径を変更する絞り調整リングに連動する絞り連動リングであり、前記絞り連動リングの光軸方向端面に設けられたクリアランス調整部が、対向する前枠ベースの固定壁に鋼球が常時押し当てられて前記絞り連動リングは光軸方向で前記前枠ベースとの間に所定のクリアランスを設けて位置決めされていてもよい。
これにより、絞り調整リングの回転操作に連動して回転する絞り連動リングの回転摺動音が発生することがなく、光軸方向のクリアランスを適正に保つことで絞り羽根の絞り径の開閉精度を維持することができる。

【0012】

前記光学部品は、レンズ鏡筒内に配置されたレンズアッセンブリを光軸方向に移動させるフォーカスリングであり、前記フォーカスリングの光軸方向端面に設けられたクリアランス調整部が、対向する固定筒の固定壁に前記鋼球が常時押し当てられて前記フォーカスリングは光軸方向で前記固定筒との間に所定のクリアランスを設けて位置決めされていてもよい。
これにより、フォーカスリングの回転操作により回転摺動音が発生することがなく、光軸方向のクリアランスを適正に保つことでレンズアッセンブリのフォーカス精度を維持することができる。

【発明の効果】

【0013】

光軸方向に位置決めされて回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持可能な光学部品のスラストクリアランス調整装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】光学部品のスラストクリアランス調整装置の一例を示す交換レンズの半断面図である。

【図2】図１のクリアランス調整部の配置を示す光軸方向前方から見た説明図である。

【図3】クリアランス調整部の拡大断面図である。

【図4】光学部品のスラストクリアランス調整装置の他例を示す交換レンズの半断面図である。

【図5】従来のスラストクリアランス調整部の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［実施例１］
以下に本発明に係る光学部品のスラストクリアランス調整装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。 図１は、例えば、一眼レフカメラ等のデジタルカメラに用いることができる交換レンズ１の半断面図である。この交換レンズ１は、固定筒部２ａを含むレンズ鏡筒２を備える。固定筒部２ａの外部及び内部には、複数のレンズ支持枠２ｂ１，２ｂ２が設けられ、このレンズ支持枠２ｂ１，２ｂ２の内周面には複数のレンズ体Ｌが支持されている（レンズ支持枠２ｂ２側はレンズ体の図示を省略）。また、この種の交換レンズ１は、通常、マニュアル又はオートのフォーカシング調整機構及びズーミング調整機構を備えている。

【0016】

図１において、レンズ鏡筒２の外周面上には、絞り調整リング３が回動操作可能に設けられている。この絞り調整リング３を回転操作することで、複数枚の絞り羽根により形成される絞り開口径を任意に変更することができる。
絞り調整リング３は、固定筒部２ａの前方端部にねじ止め固定された前枠ベース４と、固定筒部２ａの径方向外側に突設された突出壁２ｃの間で光軸方向の変位が規制され、周方向にのみ回動操作することができるようになっている。
前枠ベース４の前方には、フィルター枠５がねじ止め固定されている。フィルター枠５にはレンズ保持部２ｂ１が設けられ、固定筒部２ａ内にはレンズ保持枠２ｂ２が設けられており、複数のレンズ体Ｌが各々保持されている。

【0017】

固定筒部２ａの内部には、絞り連動リング６（光学部品）が同心状に設けられている。絞り連動リング６は、絞り調整リング３と径方向に凹凸嵌合して一体に連結されている。固定筒部２ａの絞り連動リング６より内方には、環状の菊座金２ｄが径方向内側へ突出して設けられている。そして、この菊座金２ｄの後方に、絞り羽根機構Ｍが設けられている。この絞り羽根機構Ｍは、周方向に等間隔に配置された複数の絞り羽根（図示せず）により構成される。絞り羽根機構Ｍは、レンズ鏡筒２内に周方向に配置された少なくとも１０枚以上の絞り羽根が一端側を回動可能に軸支され、他端側が菊座金２ｄに設けられたカム溝に沿って回転変位させて協働して絞り開口の大きさを変化させる。絞り調整リング３を回転操作すると絞り連動リング６も連動して回転し、絞り羽根の回転変位によって絞り開口の大きさが変化するようになっている。

【0018】

図３に示すように、絞り連動リング６の光軸方向の前端面には凹部６ａが設けられている。凹部６ａ内にはコイルばね８ａが自然長より圧縮して装填さればね端部に連結された鋼球８ｂが光軸方向に沿って対向する前枠ベース４の対向壁４ａ（固定壁）に常時押し当てられている（クリアランス調整部８）。このクリアランス調整部８が、絞り連動リング６の周方向で複数箇所（例えば図２に示すように３か所）に設けられている。このように絞り連動リング６は光軸方向で前枠ベース４との間に所定のクリアランスを設けて位置決めされている。絞り調整リング３が回転操作されると絞り連動リング６も連動して回転し、鋼球８ｂが対向壁４ａに押し当てられたまま摺動回転する。

【0019】

図２に示すようにクリアランス調整部８は、絞り連動リング６の前端面に周方向で３か所以上で等間隔に設けられていてもよい。これにより、絞り連動リング６の光軸方向端面に周方向で３か所で等間隔に設けられたクリアランス調整部８で光軸方向のクリアランス調整を行うことで、安定した回転操作性と光学性能を維持することができる。

【0020】

また、鋼球８ｂが押し当てられている対向壁４ａは、平面であっても或いは凹面であってもよい。これにより、鋼球８ｂは対向する対向壁４ａに押し当てられたまま摺動回転し易く、回転摺動音が発生することがなく絞り連動リング６の回転操作性が良い。

【0021】

以上説明したように、交換レンズ１における多数の光学部品間の公差の積み重ねによる光軸方向のクリアランスのばらつきをコイルばね８ａが吸収し、絞り連動リング６のクリアランス調整のためのワッシャー等の部品交換は不要であり、調整部品やその製造コストを削減し、調整工程も削減することができる。また、回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持することが可能となる。

【0022】

［実施例２］
次に、回転操作される光学部品の他例として、フォーカスリング９について説明する。図４はフォーカシング調整機構を含む交換レンズ１の半断面図である。図４に示すように、光学部品は、固定筒内に配置されたレンズアッセンブリを光軸方向に移動させるフォーカスリング９であってもよい。

【0023】

フォーカスリング９は、光軸方向に配置された第１固定筒１０と第２固定筒１１との間に設けられている。具体的には、フォーカスリング９は、前端面９ｂを第１固定筒１０に突き当てられ後端面９ｃと第２固定筒１１との間に所定のクリアランスを設けて光軸方向に位置決めされている。フォーカスリング９の光軸方向の後端面９ｃには凹部９ａが設けられている。凹部９ａ内にはコイルばね８ａが自然長より圧縮して装填さればね端部に連結された鋼球８ｂが光軸方向に沿って対向する第２固定筒１１の対向壁１１ａ（固定壁）に常時押し当てられている（クリアランス調整部８）。このクリアランス調整部８が、フォーカスリング９の周方向で複数箇所（例えば図２に示すように３か所）に設けられている。このように、フォーカスリング９は第１固定筒１０と第２固定筒１１との間に光軸方向で第２固定筒１１との間に所定のクリアランスを設けて位置決めされている。尚、鋼球８ｂが常時押し当てられている対向壁１１ａは平面であるが凹面であってもよい。

【0024】

第１固定筒１０の内部には第１レンズアッセンブリＬ１を構成する第１レンズ保持部１２ａが設けられている。また、第１固定筒１０の外周側には光軸方向に延設された可動筒１２ｂが設けられている。可動筒１２ｂの内周面にはねじ溝が設けられており、筒状のヘリコイド部材１３の外周面に設けられたねじ溝とねじ嵌合している。フォーカスリング９には、光軸方向に沿って延設された回転連動キー１４が保持されている。回転連動キー１４は、ヘリコイド部材１３の外周面に光軸方向に沿って形成された直進溝内に摺動可能に嵌め込まれている。回転連動キー１４は、直進溝に沿って摺動する際に、ヘリコイド部材１３が回転しながら前進若しくは後退する。このヘリコイド部材１３は第１固定筒１０の外周側に摺動回転可能に設けられている。また、第１固定筒１０には光軸方向に沿って第１直進溝（図示せず）が設けられている。この第１直進溝内には、第１レンズ保持部１２ａに回転自在に支持された第１ローラ１２ｃが光軸方向に沿って転がり移動可能に組み付けられている。

【0025】

フォーカスリング９を回転操作すると、回転連動キー１４を介してヘリコイド部材１３が回転しながら光軸方向に移動する。このときヘリコイド部材１３とねじ嵌合する可動筒１２ｂを通じて第１レンズ保持部１２ａは回転しながら光軸方向に移動することになるが、第１ローラ１２ｃが第１固定筒１０の第１直進溝内に嵌合して回転規制されているため、第１レンズ保持部１２ａは回転することなく第１ローラ１２ｃが第１直進溝内を光軸方向に転がり動いて前進又は後退する。

【0026】

また、第１固定筒１０内の第１レンズアッセンブリＬ１より後方には、第２レンズアッセンブリＬ２を構成する第２レンズ保持部１２ｄが設けられている。ヘリコイド部材１３の内周面にはカム溝（図示せず）が光軸方向と直交する方向に設けられ、カム溝と対向する第１固定筒１２には、第２直進溝（図示せず）が光軸方向に沿って設けられている。上記カム溝及び第２直進溝内には、第２レンズ保持部１２ｄに回転自在に支持された第２ローラ（図示せず）が光軸方向に沿って転がり移動可能に組み付けられている。

【0027】

フォーカスリング９を回転操作すると、回転連動キー１４を介してヘリコイド部材１３が回転しながら光軸方向に移動する。このとき、第２ローラは第１固定筒１０の第２直進溝内に嵌合して回転規制されているため、第２レンズ保持部１２ｄは回転することなく第２ローラが第２直進溝内を光軸方向に転がり動いて前進又は後退する。

【0028】

このように、フォーカスリング９が回転操作されると回転連動キー１４を介してヘリコイド部材１３が回転操作されるが、第１レンズ保持部１２ａ及び第２レンズ保持部１２ｄは共に第１固定筒１０によって回転規制されて光軸方向に沿って前進又は後退する。これにより、第１レンズアッセンブリＬ１及び第２レンズアッセンブリＬ２と対象物までの光軸方向の距離が変わるため、フォーカス調整することができる。

【0029】

フォーカスリング９は回転操作されると、鋼球８ｂが対向壁１１ａに常時押し当てられたまま光軸方向で第２固定筒１１との間に所定のクリアランスを維持したまま摺動回転する。よって、フォーカスリング９の回転操作により回転摺動音が発生することがなく、光軸方向のクリアランスを適正に保つことでフォーカス精度を維持することができる。

【0030】

以上説明したように、絞り調整リング６やフォーカスリング９などの光学部品の光軸方向端面にクリアランス調整部８が周方向で複数箇所に設けられており、これらの光学部品が回転操作されると、鋼球８ｂが対向壁に押し当てられたまま摺動回転する。よって、光学部品間の公差の積み重ねによる光軸方向のクリアランスのばらつきをコイルばね８ａが吸収し、光学部品のクリアランス調整のための部品交換は不要であり、調整部品やその製造コストを削減し、調整工程も削減することができる。また、回転操作される光学部品の光軸方向のクリアランスを適正に保つことで回転操作性や光学性能を維持することが可能となる。

【0031】

上述した各実施例において、撮像装置は、カメラ用の交換レンズ１に限らずプロジェクタ用レンズ等であってもよい。また、絞り羽根機構Ｍに設けられる絞り羽根は１０枚以上であっても１０枚以下であってもいずれでもよい。

【符号の説明】

【0032】

１ 交換レンズ ２ レンズ鏡筒 ２ａ 固定筒部 ２ｂ１，２ｂ２ レンズ支持枠 ２ｃ 突出壁 ２ｄ 菊座金 Ｌ レンズ体 ３ 絞り調整リング ４ 前枠ベース ４ａ，１１ａ 対向壁 ５ フィルター枠 ６ 絞り連動リング ６ａ，９ａ 凹部 Ｍ 絞り羽根機構 ８ クリアランス調整部 ８ａ コイルばね ８ｂ 鋼球 ９ フォーカスリング １０ 第１固定筒 １１ 第２固定筒 Ｌ１ 第１レンズアッセンブリ Ｌ２ 第２レンズアッセンブリ １２ａ 第１レンジ保持部 １２ｂ 可動筒 １２ｃ 第１ローラ １２ｄ 第２レンズ保持部 １３ ヘリコイド部材 １４ 回転連動キー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】