JP2005114765A

JP2005114765A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2005114765A
Application number: JP2003344838A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Hayashi; 邦彦林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: US7345835B2; CN100541254C; KR20060069467A; US20060285232A1; CN1864085A; WO2005033761A1; JP4487531B2; EP1679536A4; EP1679536A1

Abstract

【課題】内部レンズ機構をコンパクトに構成して小型で低コストに製造できるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】本発明のレンズ鏡筒においては、案内軸６１が共用の案内軸をなすことによって軸の本数を削減することができる。また、案内軸６３がズーム移動体２２の移動範囲にのみ形成され、その後方のスペースにコイルユニット７０を配置したため、レンズ鏡筒全体をコンパクトに構成することができる。一方、案内軸６１と案内軸６２とが別々に構成されるため、ズーム移動体２２のスリーブ部２１ａとフォーカス移動体４２のスリーブ部４１ａの長さも十分にとることができ、各移動体の摺動長さも十分にとることができる。このため、コンパクトながらも各移動体の精度のよい安定した動作を実現することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光軸方向のレンズの進退機構を有するレンズ鏡筒に関する。

近年、ビデオカメラやデジタルスチルカメラに用いられているズームレンズの小型化の要請に応じて、２つの移動体（ズーム用及びフォーカス用）の移動のための案内軸を共通化する技術が提案され、また実用化されている。

このような技術としては、一つの移動体につき案内軸を２本用意し、その１本を位置合わせ用の位置決め軸、もう１本を方向修正用の回転規制軸として用いるのが一般的である。これら２本の案内軸を独立させた場合には、２つの移動体を動作させるために４本の案内軸が必要となるが、レンズユニットの小型化のため、案内軸を共通化することが行われている（例えば特許文献１）。

この技術では、各案内軸を共通化することにより２本の案内軸で２つの移動体を保持することができるようになっているが、その場合、各移動体の移動領域が互いに重複しないように保持機構を考慮しなければならない。通常、移動領域が重複しないように設計を行うと、光軸方向に長い鏡筒になる。また、案内軸が移動体を光軸方向に移動させる位置決め軸である場合には、通常その案内軸両端部の２点保持となる。その場合、その２点間の間隔が大きいほど移動体は安定動作する。
特開平８−１４９７７７号公報

しかしながら、実際に案内軸を共通化すると、その位置決め軸を保持する２点間の間隔が制限され、結果的に移動体の安定動作に支障をきたすことになる。また、一般に機構上回転規制軸よりも位置決め軸により厳しい精度が要求されるため、理想的には位置合わせ用の位置決め軸同士、回転規制軸同士で共通化するのが最も好ましいと考えられるが、先の理由から、不具合の原因になったり、鏡筒の外形を大きくする要因になったりする。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、内部レンズ機構をコンパクトに構成して小型で低コストに製造できるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、内部レンズ機構を収容する筒体からなる鏡筒と、第１移動レンズを保持する一方、それぞれ光軸にほぼ平行に延びる第１の位置決め軸にガイドされて光軸方向に移動するとともに、第１の回転規制軸によってその回転を規制された第１の移動体と、前記第１移動レンズと光軸方向に並んで配置され、第２移動レンズを保持する一方、それぞれ光軸にほぼ平行に延びる第２の位置決め軸にガイドされて光軸方向に移動するとともに、第２の回転規制軸によってその回転を規制された第２の移動体と、を備えたレンズ鏡筒であって、前記第１の位置決め軸と前記第２の回転規制軸とが一体に形成されて、前記鏡筒の光軸方向のほぼ両端に亘って延びる共用の案内軸を構成する一方、前記第１の回転規制軸の一端が前記鏡筒の中間部分に設けられた保持部に固定され、その第１の回転規制軸の延長線上に所定のスペースを形成したことを特徴とするレンズ鏡筒が提供される。

尚、ここでいう「内部レンズ機構」は、各レンズ，各移動体，各位置決め軸，各回転規制軸その他の鏡筒内部に配置される機構を含む。
このようなレンズ鏡筒によれば、第１の位置決め軸と第２の回転規制軸とが共用の案内軸をなすことによって、案内軸の数を減少させることができる。その際、第１の位置決め軸と第２の位置決め軸とが別々に構成されるため、各位置決め軸の長さに対して各移動体の摺動長さを大きくとることができる。このため、上述した２点間の間隔を十分にとることができ、各移動体に各位置決め軸を摺動するためのスリーブ部を設ける場合には、そのスリーブ部の長さも十分にとることができる。

また、第１の回転規制軸の一端が鏡筒の中間部分に設けられた保持部に固定される結果、その第１の回転規制軸の延長線上に所定のスペースが形成されるため、そのスペースに他の内部レンズ機構を配置することができる。

本発明のレンズ鏡筒によれば、共用の案内軸により軸の本数を削減することができる一方、第１の回転規制軸が短くなって所定のスペースが形成されるため、レンズ鏡筒の省スペース化を実現することができる。その結果、その軸にかかる材料コストを低減することができるとともに、そのスペース部分に他の内部レンズ機構を配置してレンズ鏡筒全体をコンパクトに構成することができる。

また、各位置決め軸の長さに対して各移動体の摺動長さを十分にとることができるため、コンパクトながらも各移動体の精度のよい安定した動作を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、本発明をデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒に適用したものである。図１は本実施の形態のレンズ鏡筒の一断面図であり、図２は当該レンズ鏡筒の内部主要部を表す斜視図である。尚、以下の説明では、便宜上、図１における光軸方向（図中一点鎖線）を基準に図中左方を前方、図中右方を後方と表現することがある。

図１に示すように、本実施の形態のレンズ鏡筒は、円筒状の鏡筒５０の内部に、前方から１群レンズ１０，２群レンズ２０，アイリス５，３群レンズ３０，４群レンズ４０等の内部レンズ機構を順に配置して構成されている。

鏡筒５０は、その本体を構成する中間鏡筒５１と、１群レンズ１０を内径方向に保持するとともに、中間鏡筒５１の前端に取り付けられてこれを閉塞する前部鏡筒５２と、ＣＣＤを内径方向に保持するとともに、中間鏡筒５１の後端に取り付けられてこれを閉塞する後部鏡筒５３とから構成されている。

また、鏡筒５０の内部には、図２に示すように、光軸にほぼ平行に延びる３本の案内軸６１，６２，６３が設けられている。これらのうち、案内軸６１，６２は、その一端が前部鏡筒５２に固定され、他端が後部鏡筒５３に固定されている。一方、案内軸６３は、その一端が前部鏡筒５２に固定され、他端が中間鏡筒５１の中間部分に内方にやや延出して設けられた保持部５１ａに固定されている（図１参照）。

２群レンズ２０（第１移動レンズ）は、ズーム用のズームレンズであり、リング状の第１移動レンズ枠２１に内嵌・保持されてズーム移動体２２（第１の移動体）を構成する。第１移動レンズ枠２１の外周部には、後方に延出して案内軸６１を内挿する筒状のスリーブ部２１ａと、このスリーブ部２１ａと光軸を中心に約１８０度ずれた位置で外方に突出し、その中央に案内軸６３を挿通するガイド孔を有するフランジ部２１ｂとが設けられている。ズーム移動体２２は、スリーブ部２１ａと案内軸６１との嵌合により光軸方向の移動がガイドされ、フランジ部２１ｂと案内軸６３との係合によりその案内軸６１を中心とした回転が規制されている。本実施の形態において、案内軸６１が第１の位置決め軸に該当し、案内軸６３が第１の回転規制軸に該当する。

４群レンズ４０（第２移動レンズ）は、フォーカス用のフォーカスレンズであり、リング状の第２移動レンズ枠４１に内嵌・保持されてフォーカス移動体４２（第２の移動体）を構成する。第２移動レンズ枠４１の外周部には、前方に延出して案内軸６２を内挿する筒状のスリーブ部４１ａと、このスリーブ部４１ａと光軸を中心に約１８０度ずれた位置で外方に突出し、その中央に案内軸６１を挿通するガイド孔を有するフランジ部４１ｂとが設けられている。フォーカス移動体４２は、スリーブ部４１ａと案内軸６２との嵌合により光軸方向の移動がガイドされ、フランジ部４１ｂと案内軸６１との係合によりその案内軸６２を中心とした回転が規制されている。本実施の形態において、案内軸６２が第２の位置決め軸に該当する。また、案内軸６１が第２の回転規制軸にも該当し、第１の位置決め軸との共用の案内軸を構成する。

尚、フォーカスレンズのほうがズームレンズよりも高精度な移動を要求されるため、本実施の形態においては、ズーム移動体２２のスリーブ部２１ａよりもフォーカス移動体４２のスリーブ部４１ａを長く構成している。また、フォーカス移動体４２が最前部に移動した際にスリーブ部４１ａの前端が前部鏡筒５２に近接した位置にくるようにし、フォーカス移動体４２が最後部に移動した際にスリーブ部４１ａの後端が後部鏡筒５３に近接した位置にくるようにしている。それにより、前部鏡筒５２と後部鏡筒５３との間隔を、フォーカス移動体４２の移動を許容する範囲で小さくし、レンズ鏡筒全体をコンパクトに構成している。

案内軸６３の延長線上後部に形成されたスペースには、フォーカス移動体４２を光軸方向に移動させるための駆動部を構成するリニアモータのコイルユニット７０が配置されている。コイルユニット７０は、駆動コイル７１，マグネット７２及び図示しないヨークを有する偏平コイル機構から構成され、鏡筒５０の内部に納まるように配置されている。尚、ズーム移動体２２は、図示しないステッピングモータにより光軸方向に移動させるように構成されている。本実施の形態において、これらフォーカス移動体４２を駆動するリニアモータと、ズーム移動体２２を駆動するステッピングモータには、潤滑用のグリスとして互いに異なるものを使用するが、各移動体の位置決め軸（案内軸６１，６２）がそれぞれ別々に構成されているため、各位置決め軸において部分的にグリスの塗りわけをする必要がない。

図１に戻り、アイリス５（絞りユニット）は、２群レンズ２０と４群レンズ４０との間に配置された固定レンズからなる３群レンズ３０の前方に配置されている。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒においては、前部鏡筒５２にその光軸に対する傾きを調整可能な調芯機構が設けられている。

具体的には、前部鏡筒５２の側面の周囲に沿ってほぼ等配する形で図示しない偏芯ピンを打ち込み、各偏芯ピンを自軸回りに回転させることで、図示しないネジ機構により前部鏡筒５２のその偏芯ピンの箇所を中間鏡筒５１に対して所定量近接又は離間させる方向（前後方向）に移動させることができるようになっている。そして、このように前部鏡筒５２の部分を移動させて前部鏡筒５２を中間鏡筒５１に対して傾けることで、１群レンズ１０を調芯することができる。また、このときの前部鏡筒５２の傾きに案内軸６１，６２，６３の一端の動きも追従するため、これら案内軸の傾きも同時に調整することができる。さらにその際、ズーム移動体２２とフォーカス移動体４２との間に距離があるため、各移動体の移動量が微妙に異なって別々の動きをする。このため、その動きのずれを利用して高精度な調芯を行うことができる。

以上に説明したように、本実施の形態のレンズ鏡筒によれば、案内軸６１が共用の案内軸をなすことによって軸の本数を削減することができる。また、案内軸６３がズーム移動体２２の移動範囲にのみ形成され、その後方のスペースにコイルユニット７０を配置したため、レンズ鏡筒全体をコンパクトに構成することができる。

一方、案内軸６１（第１の位置決め軸）と案内軸６２（第２の位置決め軸）とが別々に構成されるため、ズーム移動体２２のスリーブ部２１ａとフォーカス移動体４２のスリーブ部４１ａの長さも十分にとることができ、各移動体の摺動長さも十分にとることができる。このため、コンパクトながらも各移動体の精度のよい安定した動作を実現することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。

例えば、上記実施の形態では、前部鏡筒５２に調芯機構を設けた構成を示したが、同様の調芯機構を後部鏡筒５３側に設けてもよいし、或いは、前部鏡筒５２及び後部鏡筒５３の双方に設けてもよい。

尚、後部鏡筒５３に設けた場合には、偏芯ピンの回転により後部鏡筒５３の部分が移動して中間鏡筒５１に対して傾き、それにより案内軸６１，６２が追従して傾くが、案内軸６３は後部鏡筒５３に固定されていないため、直接の影響がない。このため、上記実施の形態の場合よりもズーム移動体２２とフォーカス移動体４２の移動量が異なる動きをするため、調芯においてその動きのずれを利用したさらなる微調整を行うことができる。

また、上記実施の形態では、上記実施の形態では、ズームレンズが第１移動レンズを構成し、フォーカスレンズが第２移動レンズを構成する態様を示したが、レンズ鏡筒の内部機構の構成に応じてその他のレンズを各移動レンズとして構成することもできる。

さらに、本発明のレンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラに限らず、その他のカメラ等の撮影装置や拡大鏡等の観察装置などの光学機器に適用することも可能である。

レンズを保持するとともに光軸方向に並んで配置される複数の移動体を、鏡筒内で案内軸に沿って駆動するレンズ鏡筒を備えた光学機器に適用することができる。

本発明の実施の形態にかかるレンズ鏡筒の一断面図である。レンズ鏡筒の内部主要部を表す斜視図である。

符号の説明

５……アイリス、１０……１群レンズ、２０……２群レンズ、２１……第１移動レンズ枠、２１ａ，４１ａ……スリーブ部、２１ｂ，４１ｂ……フランジ部、２２……ズーム移動体、３０……３群レンズ、４０……４群レンズ、４１……第２移動レンズ枠、４２……フォーカス移動体、５０……鏡筒、５１……中間鏡筒、５１ａ……保持部、５２……前部鏡筒、５３……後部鏡筒、６１，６２，６３……案内軸、７０……コイルユニット、７１……駆動コイル、７２……マグネット

Claims

内部レンズ機構を収容する筒体からなる鏡筒と、
第１移動レンズを保持する一方、それぞれ光軸にほぼ平行に延びる第１の位置決め軸にガイドされて光軸方向に移動するとともに、第１の回転規制軸によってその回転を規制された第１の移動体と、
前記第１移動レンズと光軸方向に並んで配置され、第２移動レンズを保持する一方、それぞれ光軸にほぼ平行に延びる第２の位置決め軸にガイドされて光軸方向に移動するとともに、第２の回転規制軸によってその回転を規制された第２の移動体と、
を備えたレンズ鏡筒であって、
前記第１の位置決め軸と前記第２の回転規制軸とが一体に形成されて、前記鏡筒の光軸方向のほぼ両端に亘って延びる共用の案内軸を構成する一方、前記第１の回転規制軸の一端が前記鏡筒の中間部分に設けられた保持部に固定され、その第１の回転規制軸の延長線上に所定のスペースを形成したことを特徴とするレンズ鏡筒。
前記所定のスペースに、前記第２の移動体を移動させるための駆動部を構成するリニアモータのコイルユニットが配置されたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記駆動部が偏平コイル機構からなり、その複数の構成要素が前記鏡筒内に納まるように配置されたことを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
前記第１移動レンズがズームレンズであり、前記第２移動レンズがフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記第１移動レンズの駆動用アクチュエータと、前記第２移動レンズの駆動用アクチュエータとが互いに潤滑用のグリスが異なるもので構成される一方、
前記第１の位置決め軸及び前記第２の位置決め軸において部分的にグリスの塗りわけをせず、それぞれ１種類のグリスを塗布して前記各駆動用アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡筒。
前記鏡筒は、筒状の中間鏡筒と、その中間鏡筒の両端開口部をそれぞれ閉塞するための前部鏡筒及び後部鏡筒とからなり、
前記第１の回転規制軸の一端が前記前部鏡筒により保持され、他端が前記中間鏡筒の中間部分に保持されたことを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡筒。
前記鏡筒は、筒状の中間鏡筒と、その中間鏡筒の両端開口部をそれぞれ閉塞するための前部鏡筒及び後部鏡筒とからなり、
前記第１の回転規制軸の一端が前記前部鏡筒により保持され、他端が前記中間鏡筒の中間部分に保持され、
前記第１の位置決め軸及び前記第２の位置決め軸のそれぞれの一端が前記前部鏡筒により保持され、他端が前記後部鏡筒により保持されたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記前部鏡筒にその光軸に対する傾きを調整可能な調芯機構を有し、
前記調芯機構による調芯により、前記各位置決め軸及び前記各回転規制軸のそれぞれに傾きを生じさせることが可能に構成されたことを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。
前記後部鏡筒にその光軸に対する傾きを調整可能な調芯機構を有し、
前記調芯機構による調芯により、前記各位置決め軸のそれぞれに傾きを生じさせることが可能に構成されたことを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。