JP2008225260A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドバーに沿って撮影光軸方向に移動自在に支持された移動レンズのレンズ保持枠であって、樹脂成型品のレンズ保持枠を円滑に移動させることができるレンズ装置を提供する。
【解決手段】樹脂成型品のレンズ保持枠３５のホルダ部３５に形成されたガイド孔４３、４５を連結するように、ホルダ部３５の空隙部４１内に、自己潤滑性のある黄銅製の直管状ブシュ４７を取り付ける。このブシュ４７は、位置決め用バー４９によって撮影光軸Ｌと平行になるようにレンズ保持枠３４のガイド孔４３、４５に予め固定される。このように固定されたブシュ４７にガイドバー２８を嵌挿すると、ブシュ４７とガイドバー２８との相対的な平行度が高くなっているため、また、レンズ保持枠３４の撮影光軸Ｌ方向の移動は、実質的にガイドバー２８に依存しているため、レンズ保持枠３４はガイドバー２８に沿って撮影光軸Ｌ方向に円滑に移動する。
【選択図】 図６

Description

本発明はレンズ装置に係り、特に移動レンズを保持するレンズ保持枠が樹脂成型品であって、このレンズ保持枠をガイドバーに沿って光軸方向に移動させる構造のレンズ装置に関する。

レンズ装置の軽量化にともない、レンズ装置の構成部品は樹脂成型品が主流となってきており、例えばレンズを保持するレンズ保持枠も樹脂成型品であるものが多い。

ところで、レンズ装置を構成するレンズには、フォーカスレンズ等のように撮影光軸方向に移動することによりその機能を果たすレンズがある、その移動機構として、特許文献１の如く、撮影光軸と平行に配設されたガイドバーに、フォーカスレンズを保持した樹脂成型品のレンズ保持枠を移動自在に支持し、このガイドバーに沿ってレンズ保持枠を撮影光軸方向に移動させる機構のものが知られている。樹脂成型品のレンズ保持枠には、撮影光軸に対して平行になるようにガイド孔が形成されており、このガイド孔にガイドバーが挿入されてレンズ保持枠が撮影光軸方向に移動自在に支持される。
特開２００３−３３７２７１号公報

しかしながら、樹脂成型品のレンズ保持枠は、金型で射出成型等により製造されるものなので、高精度に製造することは困難であり、よって、レンズ保持枠のガイド孔も撮影光軸に対して高い平行度で製造することは困難である。したがって、撮影光軸に対して平行度の低いガイド孔をガイドとして移動レンズを移動させた場合、その移動域においてガイド孔とガイドバーとの摩擦抵抗が高くなる部分が発生することは否めず、これによって、移動レンズが移動全範囲において円滑に移動することができなくなり、レンズ装置の光学性能が低下するという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ガイドバーに沿って撮影光軸方向に移動自在に支持された移動レンズのレンズ保持枠であって、樹脂成型品のレンズ保持枠を円滑に移動させることができるレンズ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、レンズが樹脂成型品のレンズ保持枠に保持され、該レンズ保持枠に形成されたガイド孔に挿通されたガイドバーに沿って撮影光軸方向に移動自在に支持された移動レンズを有するレンズ装置において、前記レンズ保持枠のガイド孔には、撮影光軸と平行な金属製のブシュが取り付けられ、該ブシュに前記ガイドバーが嵌挿されていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ガイドバーが挿入されるレンズ保持枠のガイド孔に金属製のブシュを取り付け、このブシュにガイドバーを嵌挿させてレンズ保持枠を撮影光軸方向に移動自在に支持させた。このブシュは、位置決め治具によって撮影光軸と平行にレンズ保持枠のガイド孔に予め固定されているため、ブシュとガイドバーとの相対的な平行度が高くなる。これによって、レンズ保持枠が樹脂成型品であってもレンズ保持枠は撮影光軸方向に円滑に移動する。ブシュとしては自己潤滑性のある黄銅製が好ましい。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記レンズ装置は、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、及び第４レンズ群からなる４群構成のレンズ装置であって、前記第１レンズ群は前玉レンズであり、第２レンズ群は撮影光軸方向に移動されるバリエータレンズであり、前記第３レンズ群は防振レンズであり、前記第４レンズ群は前記移動レンズであってフォーカスレンズであることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、４群レンズ構成のレンズ装置において、請求項１に記載の発明を適用した場合の好適なレンズ装置が示されている。このレンズ装置は光軸方向前方から後方に向けて、前玉レンズである第１レンズ群、焦点距離を変更するバリエータレンズである第２レンズ群、防振レンズである第３レンズ群、及び請求項１の移動レンズであってフォーカスレンズである第４レンズ群が配置されて構成されている。このような４群レンズ構成のレンズ装置において、フォーカスレンズの移動精度は、そのレンズ装置の光学的性能を大きく左右する要件である。よって、フォーカスレンズを撮影光軸方向に、請求項１の金属製のブシュを介して移動自在に案内する請求項２に記載の４群レンズ構成のレンズ装置によれば、フォーカスレンズのレンズ保持枠として樹脂成型品を用いても高い光学性能を得ることができる。

本発明に係るレンズ装置によれば、移動レンズのレンズ保持枠に形成されたガイド孔に、撮影光軸と平行な金属製のブシュを取り付け、このブシュにガイドバーを嵌挿させたので、レンズ保持枠が樹脂成型品であっても、レンズ保持枠は撮影光軸方向に円滑に移動する。

以下添付図面に従って、本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１には、実施の形態に係るレンズ装置１０の側断面図が示されている。このレンズ装置１０は、撮影光軸前方側（被写体側）から撮影光軸後方（撮像側）に向って第１レンズ群１２、第２レンズ群１４、第３レンズ群１６、及び第４レンズ群１８から構成されており、これらの第１乃至第４レンズ群１２〜１８を通過した被写体光は、色分解光学系を構成する色分解プリズム２０を介して色分解プリズム２０のＲ、Ｇ、Ｂの各出射端に設けられた撮像素子２２、２４、２６に結像される。なお、このレンズ装置１０が装備されるカメラ本体（不図示）には、撮像素子２２、２４、２６から得られた撮像信号に所要の処理（ホワイトバランス、γ補正等）を施して所定形式の映像信号を生成する信号処理回路（不図示）等が搭載されている。

第１レンズ群１２はいわゆる前玉レンズであり、第２レンズ群１４は焦点距離を変更するバリエータレンズ、第３レンズ群１６は手振れ等に起因する振動を打ち消す方向に駆動される防振レンズ、第４レンズ群１８は焦点を調整するフォーカスレンズである。

これらの第１乃至第４レンズ群１２〜１８は、レンズ鏡胴本体１１内に保持されている。また、レンズ鏡胴本体１１内には、光軸と平行な一対のガイドバー２８、３０（図４、図５参照）が挿通配置されており、このガイドバー２８、３０に第２レンズ群１４の保持枠３２及び第４レンズ群１８の保持枠３４がそれぞれスライド移動自在に支持されるとともに、第３レンズ群１６の筐体３６がガイドバー２８、３０に固定されている。なお、筐体３６をレンズ鏡胴本体１１に直接固定してもよい。

第２レンズ群１４には、ねじ送り装置を構成するナット（不図示）が設けられ、このナットに、同じくねじ送り装置を構成する送りねじ（不図示）が螺合連結されている。この送りねじは、光軸と平行に配設されるとともに、その端部がズーム用ステッピングモータ（不図示）の出力軸に連結されている。ズーム用ステッピングモータのズームドライバ回路（不図示）にカメラ本体側からズーム信号が出力されると、ズーム用ステッピングモータはその信号に対応した方向に送りねじを回転駆動する。これによって、第２レンズ群１４がガイドバー２８、３０に沿って光軸方向に前後移動され、所望の焦点距離に調整される。

第４レンズ群１８にも同様に、ねじ送り装置を構成するナット（不図示）が設けられ、このナットに、同じくねじ送り装置を構成する送りねじ（不図示）が螺合連結されている。この送りねじは、光軸と平行に配設されるとともに、その端部がフォーカス用ステッピングモータ（不図示）の出力軸に連結されている。フォーカス用ステッピングモータのフォーカスドライバ回路（不図示）にカメラ本体側からフォーカス信号が出力されると、フォーカス用ステッピングモータはその信号に対応した方向に送りねじを回転駆動する。これによって、第４レンズ群１８がガイドバー２８、３０に沿って光軸方向に前後移動され、焦点が合わされる。

次に、防振機構の構造について説明する。

図２は、防振レンズ１６を装備した筐体３６を後方から見た斜視図であり、図３は、図２に示した筐体３６からアクチュエータを除いた斜視図である。

これらの図に示すように、第３レンズ群（ここでは便宜上、防振レンズと称する）１６は、レンズ保持枠５０に保持され、このレンズ保持枠５０は撮影光軸Ｌに直交する面内で、異なる二方向に移動自在に支持される。以下、防振レンズ１６の移動方向をＸ方向（図２、図３の横方向）、Ｙ方向（図２、図３の縦方向）とする。また、防振レンズ１６をＸ方向に移動させる機構をＸ移動機構、Ｙ方向に移動させる機構をＹ移動機構と称する。

まず、Ｘ移動機構について説明する。

レンズ保持枠５０には、移動ガイドバー５２が固定される。移動ガイドバー５２は、Ｙ方向に配設され、この移動ガイドバー５２にスライダ５４が係合される。スライダ５４は、上辺部と左辺部から成るＬ字状に形成され、左辺部には二つのガイド部５６、５６が光軸方向に突出して形成される。各ガイド部５６にはガイド孔（不図示）がＹ方向に形成され、これらのガイド孔に移動ガイドバー５２が挿通される。これにより、スライダ５４が移動ガイドバー５２に沿ってＹ方向にスライド自在に係合される。したがって、レンズ保持枠５０はスライダ５４によってＹ方向にスライド自在に支持される。また、レンズ保持枠５０はＸ方向の動きがスライダ５４に規制され、スライダ５４をＸ方向に移動した際にレンズ保持枠５０もＸ方向に移動される。

なお、移動ガイドバー５２の図中下端部５２Ａは、筐体３６に形成されたＸ方向の長孔５８に係合されており、これによって、レンズ保持枠５０の倒れ（光軸方向に対する傾き）が防止される。

スライダ５４の上辺部には、Ｘ方向のガイド孔（不図示）が形成されており、このガイド孔に固定ガイドバー６０が挿通される。固定ガイドバー６０は、Ｘ方向に配設され、その両端部は筐体３６に固定される。これにより、スライダ５４は、固定ガイドバー６０に沿ってＸ方向にスライド自在に支持される。スライダ５４をＸ方向にスライドさせることによって、スライダ５４の左辺部に移動ガイドバー５２を介して係合されたレンズ保持枠５０がＸ方向にスライドされる。

また、スライダ５４の上辺部には、平面状のモータコイル（商品名「ファインパターンコイル」（登録商標））６２が固定され、このモータコイル６２の下面にフレキシブルプリント基板（以下、フレキと称する）６４の出力端が接着固定される。モータコイル６２は防振レンズ１６の外側周辺でＸ方向に配設されており、また、フレキ６４にホール素子等の位置センサ６６が位置決めされて固着されている。

フレキ６４は、モータコイル６２からＸ方向に引き出され、筐体３６の側面開口６８を介して筐体３６の外部に引き出される。外部に引き出されたフレキ６４は、外側に屈曲され、さらにＶ状（またはＵ状）の屈曲部が形成された後、レンズ鏡胴本体１１（図１参照）の所定の位置からレンズ鏡胴本体１１の外部に引き出される。引き出されたフレキ６４は、電源供給や防振レンズ１６の動作制御を行うユニットに接続される。なお、筐体３６の側面開口６８は、スリット７０を介して筐体３６の端面に連通されており、このスリット７０にフレキ６４を通すことによってフレキ６４が側面開口６８の内部に配置される。

モータコイル６２の外側には、マグネット７２がモータコイル６２に対向して配置される。マグネット７２は、矩形の板状に形成され、Ｓ極７２ＡとＮ極７２ＢがＸ方向に並ぶように配設される。前述した位置センサ６６はマグネット７２のＳ極７２ＡとＮ極７２Ｂとの境界部に対向して配置され、磁場の変化を検出し、その検出した信号を、フレキ６４を介して前記ユニットに出力する。

マグネット７２の外側には、ヨークとなる金属板（不図示）が設けられる。金属板は、マグネット７２の磁力によってマグネット７２に吸着される。また、金属板は、マグネット７２よりも大きな矩形状に形成されており、その縁部がマグネット７２から突出した状態で取り付けられる。筐体３６の外面には、金属板の大きさの凹部が形成され、さらにその内側にマグネット７２の大きさの開口７４が形成されており、この筐体３６の凹部に金属板が収納され、開口７４にマグネット７２が収納される。

モータコイル６２の内側には、ヨークとなる金属板７６がモータコイル６２に対向してＸ方向に配置される。この金属板７６は、その一端が前記スリット７０に差し込まれ、その他端が筐体３６に形成された溝７８に差し込まれることにより筐体３６に固定される。

上記の如く構成されたＸ移動機構は、マグネット７２及び２枚の金属板（一方は不図示）７６によって形成される磁界内にモータコイル６２が配設されるので、モータコイル６２に通電することによって、モータコイル６２及びそれを支持するスライダ５４がＸ方向に力を受ける。したがって、スライダ５４及びレンズ保持枠５０がＸ方向に移動され、よって、防振レンズ１６がＸ方向に移動される。以上が防振機構の構造である。

次に、Ｙ移動機構について説明する。

レンズ保持枠５０には、移動ガイドバー８２が固定される。移動ガイドバー８２は、Ｘ方向に配設され、この移動ガイドバー８２にスライダ８４が係合される。スライダ８４は、下辺部と右辺部から成るＬ字状に形成され、下辺部には二つのガイド部８６、８６が光軸方向に突出して形成される。各ガイド部８６にはガイド孔（不図示）がＸ方向に形成され、これらのガイド孔に移動ガイドバー８２が挿通される。これにより、スライダ８４が移動ガイドバー８２に沿ってＸ方向にスライド自在に係合される。したがって、レンズ保持枠５０はスライダ８４によってＸ方向にスライド自在に支持される。また、レンズ保持枠５０はＹ方向の動きがスライダ８４に規制され、スライダ８４をＹ方向に移動した際にレンズ保持枠５０もＹ方向に移動される。

スライダ８４の右辺部には、Ｙ方向のガイド孔（不図示）が形成されており、このガイド孔に固定ガイドバー９０が挿通される。固定ガイドバー９０は、Ｙ方向に配設され、その両端部は筐体３６に固定される。これにより、スライダ８４は、固定ガイドバー９０に沿ってＹ方向にスライド自在に支持される。スライダ８４をＹ方向にスライドさせることによって、スライダ８４の下辺部に移動ガイドバー８２を介して係合されたレンズ保持枠５０がＹ方向にスライドされる。

また、スライダ８４の右辺部には、平面状のモータコイル（商品名「ファインパターンコイル」（登録商標））９２が固定され、このモータコイル９２の左面にフレキシブルプリント基板（以下、フレキと称する）９４の出力端が接着固定される。モータコイル９２は防振レンズ１６の外側周辺でＹ方向に配設されており、また、フレキ９４にホール素子等の位置センサ９６が位置決めされて固着されている。

フレキ９４は、モータコイル９２からＹ方向に引き出され、筐体３６の側面開口９８を介して筐体３６の外部に引き出される。外部に引き出されたフレキ９４は、外側に屈曲され、さらにＶ状（またはＵ状）の屈曲部が形成された後、レンズ鏡胴本体１１（図１参照）の所定の位置からレンズ鏡胴本体１１の外部に引き出される。引き出されたフレキ９４は、電源供給や防振レンズ１６の動作制御を行うユニットに接続される。なお、筐体３６の側面開口９８は、スリット１００を介して筐体３６の端面に連通されており、このスリット１００にフレキ９４を通すことによってフレキ９４が側面開口９８の内部に配置される。

モータコイル９２の外側には、マグネット１０２がモータコイル９２に対向して配置される。マグネット１０２は、矩形の板状に形成され、Ｓ極１０２ＡとＮ極１０２ＢがＹ方向に並ぶように配設される。前述した位置センサ９６はマグネット１０２のＳ極１０２ＡとＮ極１０２Ｂとの境界部に対向して配置され、磁場の変化を検出し、その検出した信号を、フレキ９４を介して前記ユニットに出力する。

マグネット１０２の外側には、ヨークとなる金属板（不図示）が設けられる。金属板は、マグネット１０２の磁力によってマグネット１０２に吸着される。また、金属板は、マグネット１０２よりも大きな矩形状に形成されており、その縁部がマグネット１０２から突出した状態で取り付けられる。筐体３６の外面には、金属板の大きさの凹部が形成され、さらにその内側にマグネット１０２の大きさの開口１０４が形成されており、この筐体３６の凹部に金属板が収納され、開口１０４にマグネット１０２が収納される。

モータコイル９２の内側には、ヨークとなる金属板１０６がモータコイル９２に対向してＹ方向に配置される。この金属板１０６は、その一端が前記スリット１００に差し込まれ、その他端が筐体３６に形成された溝１０８に差し込まれることにより筐体３６に固定される。

上記の如く構成されたＹ移動機構は、マグネット１０２及び２枚の金属板（一方は不図示）１０６によって形成される磁界内にモータコイル９２が配設されるので、モータコイル９２に通電することによって、モータコイル９２及びそれを支持するスライダ８４がＹ方向に力を受ける。したがって、スライダ８４及びレンズ保持枠５０がＹ方向に移動され、よって、防振レンズ１６がＹ方向に移動される。以上が防振機構の構造である。

図４、図５には、ガイドバー２８、３０に沿って撮影光軸Ｌ方向に移動自在に支持された第４レンズ群（ここでは便宜上、フォーカスレンズと称する）１８を保持するレンズ保持枠３４が示されている。このレンズ保持枠３４は、遮光性を有する黒色の樹脂材料からなる樹脂成型品であり、射出成型等によって製作されている。

図４に示すようにレンズ保持枠３４には、ガイドバー２８に係合するホルダ部３５が一体に形成され、また、図５に示すようにガイドバー３０に係合する突出部３７が一体に形成されている。この突出部３７には溝３９が形成されており、この溝３９の内壁面にはガイドバー３０を線接触で挟持する一対の突起３９Ａ、３９Ａが形成されている。

一方、図４に示したホルダ部３５は、図６の如く撮影光軸Ｌ方向に沿った平面視矩形の空隙部４１を有し、その前端部にはガイド孔４３が形成され、その後端部にも図４の如くガイド孔４５が形成されている。これらのガイド孔４３、４５にガイドバー２８が挿入されるため、これらのガイド孔４３、４５の中心軸は設計上合致するように、また、合致した中心軸は撮影光軸Ｌと平行になるように設計されている。しかしながら、レンズ保持枠３４が樹脂成型品であるために、撮影光軸Ｌに対する前記中心軸の平行度は精度が低いものである。

そこで、これらのガイド孔４３、４５を連結するように、ホルダ部３５の空隙部４１内に、自己潤滑性のある黄銅製（金属製）の直管状ブシュ４７が取り付けられている。

このブシュ４７は、図６に示す位置決め用バー４９によって撮影光軸Ｌと平行になるようにレンズ保持枠３４のガイド孔４３、４５に予め固定される。すなわち、ブシュ４７をガイド孔４３、４５に挿入した後、このブシュ４７に位置決め用バー４９を挿入する。この挿入動作によってブシュ４７が、撮影光軸Ｌと平行になるようにその向きがガイド孔４３、４５内で矯正される。この後、ブシュ４７をガイド孔４３、４５に接着剤によって接着し、接着後、ブシュ４７から位置決め用バー４９を引き抜く。

このように接着固定されたブシュ４７にガイドバー２８を嵌挿すると、ブシュ４７とガイドバー２８との相対的な平行度が高くなっているため、また、レンズ保持枠３４の撮影光軸Ｌ方向の移動は、実質的にガイドバー２８に依存しているため、レンズ保持枠３４がガイドバー２８に沿って撮影光軸Ｌ方向に円滑に移動するようになる。よって、レンズ保持枠３４が樹脂成型品であっても、レンズ保持枠３４はガイドバー２８に沿って問題なく円滑に移動する。

一方で、実施の形態の４群レンズ構成のレンズ装置１０において、撮影光軸Ｌの後方側に配置されたフォーカスレンズ１８の移動精度は、そのレンズ装置１０の光学的性能を大きく左右する要件である。よって、フォーカスレンズ１８を撮影光軸Ｌ方向に、金属製のブシュを介して移動自在に案内する４群レンズ構成のレンズ装置１０によれば、フォーカスレンズ１８のレンズ保持枠３４として樹脂成型品を用いても高い光学性能を得ることができる。

実施の形態のレンズ装置の構成を示した断面図 図１に示したレンズ装置の防振レンズを装備した筐体を撮影光軸の後方から見た斜視図 図２に示した筐体からアクチュエータを除いた斜視図 フォーカスレンズを保持したレンズ保持枠とガイドバーとを示した斜視図 フォーカスレンズを保持したレンズ保持枠とガイドバーとを示した要部斜視図 レンズ保持枠のガイド孔にブシュを位置決めする説明図

符号の説明

１０…レンズ装置、１１…レンズ鏡胴本体、１２…第１レンズ群、１４…第２レンズ群、１６…第３レンズ群、１８…第４レンズ群、２０…色分解プリズム、２２、２４、２６…撮像素子、２８、３０…ガイドバー、３２、３４、５０…レンズ保持枠、３５…ホルダ部、３７…突出部、３９…溝、４１…空隙部、４３、４５…ガイド孔、４７…ブシュ、４９…位置決め用バー、６２、９２…平面状モータコイル、７２、１０２…マグネット

Claims (2)

1. レンズが樹脂成型品のレンズ保持枠に保持され、該レンズ保持枠に形成されたガイド孔に挿通されたガイドバーに沿って撮影光軸方向に移動自在に支持された移動レンズを有するレンズ装置において、
   前記レンズ保持枠のガイド孔には、撮影光軸と平行な金属製のブシュが取り付けられ、該ブシュに前記ガイドバーが嵌挿されていることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記レンズ装置は、第１レンズ群、第２レンズ群、第３レンズ群、及び第４レンズ群からなる４群構成のレンズ装置であって、
   前記第１レンズ群は前玉レンズであり、第２レンズ群は撮影光軸方向に移動されるバリエータレンズであり、前記第３レンズ群は防振レンズであり、前記第４レンズ群は前記移動レンズであってフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。

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