JP2011022387A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフト機構において光軸に直交する方向に移動する部材とレンズ保持部材を光軸方向にガイドするガイドバーとの干渉を避けつつ、レンズ装置の径方向の小型化を図る。
【解決手段】レンズ装置は、第１のレンズユニットＬ４を保持し、光軸に沿った第１の方向に移動可能なレンズ保持部材１１と、該レンズ保持部材に形成されたスリーブ部１１ａに係合して該レンズ保持部材の第１の方向への移動をガイドするガイド部材１２ａと、第２のレンズユニットＬ３ｂを第１の方向に対して直交する第２の方向にシフトさせるシフト機構とを有する。ガイド部材は、第２の方向において、マウント部５の外周よりも光軸に近い位置に配置される。シフト機構は第２のレンズユニットのシフトに応じて第２の方向に移動する可動部材１０４を含み、該可動部材は、ガイド部材およびスリーブ部を第１の方向に通す貫通開口Ｈを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、交換レンズ等のレンズ装置に関し、特に光軸に沿った方向に移動可能なレンズユニットと防振のためにレンズユニットを光軸に直交する方向にシフトさせるシフト機構とを有するレンズ装置に関する。

ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置に着脱される交換レンズには、光軸に沿った方向に移動することで変倍や焦点調節を行う可動レンズユニットが設けられている。このような可動レンズユニットはレンズ保持部材により保持されており、該レンズ保持部材に形成されたスリーブ部がガイドバーによって光軸方向にガイドされる。
また、交換レンズには、手持ち撮影において生じ易い手振れによる像振れを低減するために防振レンズユニットを光軸に直交する方向にシフトさせるシフト機構が搭載されていることが多い。
シフト機構は、防振レンズユニットのシフト領域よりも外側に、該防振レンズユニットをシフト駆動するアクチュエータや防振レンズユニットの位置を検出するセンサを備える。そして、特許文献１には、これらアクチュエータやセンサと前述したガイドバーとの干渉を避けつつ、レンズ鏡筒の径方向の小型化を図るために、以下のような構成が開示されている。すなわち、シフト機構を構成する固定枠（ベース部材）に径方向に凹んだ凹部を設け、該凹部内にガイドバーを通すことで、ガイドバーをできるだけ光軸に接近した位置に配置する。

特開平１０−２９３２３７号公報

特許文献１にて開示されたシフト機構では、防振レンズユニットを保持するシフト枠は、上記凹部内を通るガイドバーよりも径方向内側において防振レンズユニットとともにシフトする。しかしながら、特許文献１にて開示された構成よりもさらにレンズ鏡筒の径方向の小型化を図るためにガイドバーをより光軸に近づけた位置（交換レンズのマウント部の外周よりも光軸に近い位置）に配置しようとすると、シフト枠とガイドバーとの干渉が生じる。
そこで、本発明は、シフト機構において光軸に直交する方向に移動する部材とレンズ保持部材を光軸方向にガイドするガイドバーとの干渉を避けつつ、径方向の小型化を図れるようにしたレンズ装置を提供する。

本発明の一側面としてのレンズ装置は、撮像装置に対して着脱可能なマウント部を有する。該レンズ装置は、第１のレンズユニットと、該第１のレンズユニットを保持し、光軸に沿った第１の方向に移動可能なレンズ保持部材と、該レンズ保持部材に形成されたスリーブ部に係合して該レンズ保持部材の第１の方向への移動をガイドするガイド部材と、第２のレンズユニットと、該第２のレンズユニットを第１の方向に対して直交する第２の方向にシフトさせるシフト機構とを有する。ガイド部材は、第２の方向において、マウント部の外周よりも光軸に近い位置に配置されている。シフト機構は第２のレンズユニットのシフトに応じて第２の方向に移動する可動部材を含み、該可動部材は、ガイド部材およびスリーブ部を第１の方向に通す貫通開口を有することを特徴とする。

本発明によれば、ガイドバーを、シフト機構において光軸に直交する方向に移動する可動部材に形成した貫通開口を通すので、該可動部材とガイドバーとの干渉を避けつつ、レンズ装置の径方向の小型化を図ることができる。

本発明の実施例である交換レンズの分解斜視図。 実施例における防振ユニットの分解斜視図。 実施例の交換レンズの断面図。 実施例のロール防止部材と第４鏡筒を物体側から見た図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例である交換レンズ（レンズ装置）を分解して示している。また、図３には、該交換レンズの断面を示している。この交換レンズは、ビデオカメラ（撮像装置）用の交換レンズである。なお、本発明は、ビデオカメラ用に限らず、スチルカメラ（一眼レフカメラ）用の交換レンズにも適用することができる。
図１および図３において、１は前玉レンズユニットＬ１を保持する第１鏡筒である。２は第１鏡筒を保持する固定鏡筒である。３はバリエータレンズユニットＬ２を保持する第２鏡筒である。４は後述する絞りユニット、防振ユニットおよび第４鏡筒を内部に収容する後部鏡筒（本体）であり、その後端部（像側の端部）には、ビデオカメラ２０に着脱可能なマウント部５が固定されている。マウント部５は、その外周に複数のバヨネット爪５ａを有し、該バヨネット爪５ａがビデオカメラのマウント部（図示せず）に係合することで交換レンズがビデオカメラに結合（装着）される。
６ａ，６ｂは第２鏡筒用ガイドバーであり、それらの両端は固定鏡筒２と後部鏡筒４とによって保持されている。これら２本のガイドバー６ａ，６ｂによって、第２鏡筒３の光軸ＡＸＬ（図３参照）に沿った方向（第１の方向：以下、光軸方向という）への移動がガイドされるとともに、第２鏡筒３の一方のガイドバー回りでの回転が阻止される。
７は振動子であり、電気−機械エネルギー変換素子と、該電気−機械エネルギー変換素子により振動が励起される板状の弾性部材とにより構成されている。振動子７は、第２鏡筒３に固定されている。８はスライダ（接触部材）であり、磁石と摩擦材とが接合されて形成されている。該スライダ８は、固定鏡筒２と後部鏡筒４とによって挟持されている。振動子７とスライダ８とにより、第２鏡筒用振動型リニアアクチュエータが構成される。
振動子７の弾性部材は強磁性体により形成されており、該強磁性体がスライダ８と引き合うことにより弾性部材とスライダ８とが圧接される。振動子７の電気−機械エネルギー変換素子に互いに位相が異なる２つの周波信号（パルス信号又は交番信号）が入力されることにより、弾性部材の圧接面に振動が励起され、該弾性部材とスライダ８との間に光軸方向への駆動力が発生する。これにより、第２鏡筒３が光軸方向に駆動される。
なお、本実施例では、第２鏡筒３を振動型リニアアクチュエータによって移動させる場合について説明するが、第２鏡筒３をステッピングモータやボイスコイルモータによって移動させるようにしてもよい。
９は絞りユニットであり、電磁アクチュエータによって絞り羽根を開閉方向に移動させることで開口径を変化させ、光量を調節する。該絞りユニット９は、後部鏡筒４によって保持されている。
１０は防振ユニットである。該防振ユニット１０は、固定レンズユニットＬ３ａと、像振れを低減（補正）するために光軸ＡＸＬに対して直交する方向（第２の方向：以下、光軸直交方向という）にシフト可能な補正レンズユニット（第２のレンズユニット）Ｌ３ｂとを有する。防振ユニット１０は、後部鏡筒４によって保持されている。防振ユニット１０における補正レンズユニットＬ３ｂをシフトさせるシフト機構の詳しい構成については後述する。
１１はフォーカスレンズユニット（第１のレンズユニット）Ｌ４を保持する第４鏡筒（レンズ保持部材）である。１２ａ，１２ｂは光軸ＡＸＬを挟んで互いに反対側に配置された第４鏡筒用ガイドバー（ガイド部材）である。これらガイドバー１２ａ，１２ｂの両端は、防振ユニット１０を構成する後述するベース部材と後部鏡筒４のマウント部側の端部とによって保持されている。第４鏡筒１１には、ガイドバー１２ａに光軸方向に移動可能に係合するスリーブ部１１ａと、ガイドバー１２ｂに光軸方向に移動可能に係合するＵ溝部１１ｂとが形成されている。スリーブ部１１ａに係合するガイドバー１２ａは第４鏡筒１１の光軸方向への移動をガイドし、Ｕ溝部１１ｂに係合するガイドバー１２ｂは第４鏡筒１１のガイドバー１２ａ回りでの回転を阻止する。
１３ａ，１３ｂは駆動マグネットであり、後部鏡筒４における光軸回りにて９０度位相が異なる位置に保持されている。１４ａ，１４ｂはコイルであり、第４鏡筒１１における光軸回りにて９０度位相が異なる位置に固定されている。コイル１４ａと駆動マグネット１３ａとにより第４鏡筒１１を光軸方向に移動させる第１のリニアアクチュエータが構成され、コイル１４ｂと駆動マグネット１３ｂとにより第４鏡筒１１を光軸方向に移動させる第２のリニアアクチュエータが構成される。すなわち、本実施例では、第４鏡筒１１を光軸方向に移動させるために、２つのリニアアクチュエータが用いられている。コイル１４ａ，１４ｂに電流を流すことによって、コイル１４ａ，１４ｂと駆動マグネット１３ａ，１３ｂとの間に第４鏡筒１１を光軸方向に駆動する推力が発生する。
次に、防振ユニット１０におけるシフト機構の構成について、図２および図４を用いて説明する。図２において、１０１は前述したベース部材としての固定枠であり、固定レンズユニットＬ３ａを保持している。該ベース部材１０１は、後部鏡筒４に固定されている。
１０２は補正レンズユニットＬ３ｂを保持するシフト枠である。１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは固定枠１０１とシフト枠１０２との間における光軸回りの３箇所に配置されたボールである。１０４は可動部材としてのロール防止枠である。１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃはシフト枠１０２とロール防止枠１０４との間における光軸回りの３箇所に配置されたボールである。
１０６は押さえ枠である。１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃはロール防止枠１０４と押さえ枠１０６との間における光軸回りの３箇所に配置されたボールである。１０８はセンサーホルダであり、押さえ枠１０６を保持するとともに、固定枠１０１によって保持されている。１０９ａ，１０９ｂは押さえ枠１０６とセンサーホルダ１０８との間に配置され、押さえ枠１０６を固定枠１０１に向けて付勢するシフトスプリングである。
ロール防止枠１０４は、ボール１０７ａ〜１０７ｃとの係合により押さえ枠１０６に対する光軸回りでの回転が阻止されるとともに、ボール１０７ａ〜１０７ｃの転動によって押さえ枠１０６に対する光軸ＡＸＬに直交する面内での一方向への移動が可能である。以下、光軸ＡＸＬに直交する面を、光軸直交面という。
シフト枠１０２は、ボール１０５ａ〜１０５ｃとの係合によりロール防止枠１０４に対する光軸回りでの回転が阻止されるとともに、ボール１０５ａ〜１０５ｃの転動によりロール防止枠１０４に対して光軸直交面内での他方向へのシフトが可能である。シフト枠１０２のロール防止枠１０４に対するシフト方向と、ロール防止枠１０４の押さえ枠１０６に対する移動方向とは互いに直交している。これにより、シフト枠１０２は、固定枠１０１に対して光軸垂直面内において回転することなく、自由にシフトすることが可能である。ロール防止枠１０４は、シフト枠１０２の上記他方向へのシフトに応じて移動する。
次に、シフト枠１０２をシフトさせる防振アクチュエータについて説明する。１１０ａ，１１０ｂはシフトマグネットであり、光軸方向における前後の領域と、内径側および外径側の領域とでそれぞれ互いに反対の磁極が形成されるように着磁されている。１１１ａ，１１１ｂはそれぞれシフトマグネット１１０ａ，１１０ｂの光軸方向前側の磁束を閉じるための前ヨークである。前ヨーク１１１ａ，１１１ｂはそれぞれシフトマグネット１１０ａ，１１０ｂに吸着されて固定されている。シフトマグネット１１０ａ，１１０ｂは、固定枠１０１における互いに９０°位相が異なる位置に保持されている。
１１２ａ，１１２ｂはシフト枠１０２における互いに９０°位相が異なる位置（シフトマグネット１１０ａ，１１０ｂに対向する位置）に固定されたシフトコイルである。１１３はシフトマグネット１１０ａ，１１０ｂの光軸方向後側の磁束を閉じるための後ヨークである。後ヨーク１１３は、シフトコイル１１２ａ，１１２ｂを挟んでシフトマグネット１１０ａ，１１０ｂとは反対側に配置され、固定枠１０１によって保持されている。
シフトマグネット１１０ａ、前ヨーク１１１ａ、シフトコイル１１２ａおよび後ヨーク１１３によって磁気回路が形成される。シフトコイル１１２ａに電流を流すと、シフトコイル１１２ａに発生した磁力とシフトマグネット１１０ａが発生している磁力との相互作用によってローレンツ力が発生し、該ローレンツ力がシフト枠１０２を光軸直交面内の一方向にシフトさせる推力となる。すなわち、シフトマグネット１１０ａ、前ヨーク１１１ａ、シフトコイル１１２ａおよび後ヨーク１１３によって第１の防振アクチュエータが構成される。
また、シフトマグネット１１０ｂ、前ヨーク１１１ｂ、シフトコイル１１２ｂおよび後ヨーク１１３によって磁気回路が形成される。シフトコイル１１２ｂに電流を流すと、シフトコイル１１２ｂに発生した磁力とシフトマグネット１１０ｂが発生している磁力との相互作用によってローレンツ力が発生し、該ローレンツ力がシフト枠１０２を光軸直交面内の他方向にシフトさせる推力となる。すなわち、シフトマグネット１１０ｂ、前ヨーク１１１ｂ、シフトコイル１１２ｂおよび後ヨーク１１３によって第２の防振アクチュエータが構成される。
第１および第２の防振アクチュエータが発生する推力の方向は互いに直交している。これにより、シフト枠１０２は固定枠１０１に対して光軸垂直面内の各方向にシフト駆動される。
図４に示すように、第１および第２の防振アクチュエータ（図には１１２ａ，１１２ｂと記す）は、前述した第１および第２のリニアアクチュエータ（図には１３ａ，１３ｂと記す）に対して光軸を挟んだ反対側に配置されている。これにより、防振ユニット１０および第４鏡筒１１回りでの径方向サイズが大きくなることを抑え、小型の交換レンズを実現している。
図２において、１１４ａ，１１４ｂは発光素子であり、シフト枠１０２によって保持されている。１１５ａ，１１５ｂは受光素子であり、センサーホルダ１０８に固定されている。これら発光素子１１４ａ，１１４ｂと受光素子１１５ａ，１１５ｂとによって位置センサが構成される。発光素子１１４ａ，１１４ｂから発せられた光が受光素子１１５ａ，１１５ｂ上に照射される位置は、シフト枠１０２の光軸直交面内での位置（シフト位置）に応じて変化する。このため、受光素子１１５ａ，１１５ｂ上での受光位置を検出することで、シフト枠１０２のシフト位置を検出することができる。
次に、防振ユニット１０とガイドバー１２ａとマウント部５との配置関係について図３および図４を用いて説明する。
図３に示すように、ガイドバー１２ａは、光軸直交方向において、マウント部５の外周（マウント係合部としてのバヨネット爪５ａの外周）Ｄよりも光軸ＡＸＬに近い位置、つまりは内側に配置されている。このため、第４鏡筒１１のスリーブ部１１ａも、マウント部５の外周Ｄよりも光軸ＡＸＬに近い位置に配置される。これにより、後部鏡筒４、つまりは交換レンズの径方向の小型化を図ることができる。
また、第４鏡筒１１は、フォーカスレンズユニットＬ４がスリーブ部１１ａの光軸方向両端（前端および後端）との間に位置するように該フォーカスレンズユニットＬ４を保持している。これにより、第４鏡筒１１の重心がスリーブ部１１ａの前端と後端との間に位置し、第１および第２のリニアアクチュエータによる第４鏡筒１１の良好な駆動特性を得ることが可能となる。このため、第４鏡筒１１が光軸方向前側に移動したときには、スリーブ部１１ａが、ロール防止枠１０４およびシフト枠１０２を超えて前側に突出する。
そして、このようなガイドバー１２ａの光軸ＡＸＬへの接近配置とスリーブ部１１ａの前側への突出移動をシフト機構との干渉を避けつつ可能とするために、本実施例では、シフト機構を構成する部材を以下のように形成している。
まず、シフト枠１０２では、光軸ＡＸＬを挟んでガイドバー１２ａおよびスリーブ部１１ａ側とは反対側に第１および第２の防振アクチュエータを配置している。これにより、シフト枠１０２におけるガイドバー１２ａおよびスリーブ部１１ａ側への張り出しが少ない形状としている。
また、ロール防止枠１０４には、ガイドバー１２ａおよびスリーブ部１１ａを光軸方向に通す貫通開口Ｈを形成している。貫通開口Ｈは、ロール防止枠１０４がシフト枠１０２のシフトに伴って光軸直交面内で移動しても、ガイドバー１２ａおよびスリーブ部１１ａに干渉しないサイズを有する。また、ロール防止枠１０４には、貫通開口Ｈの外周を閉じる（繋げる）ように延びる補強部１０４ａが形成されている。補強部１０４ａは、貫通開口Ｈをその外周が開放された凹部として形成した場合に生じ得るロール防止枠１０４の変形を防止するための剛性（強度）を確保する。
このように本実施例によれば、シフト枠１０２およびロール防止枠１０４とガイドバー１２ａおよびスリーブ部１１ａとの干渉を避けつつ、交換レンズの径方向の小型化を図ることができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、ロール防止枠１０４に貫通開口Ｈを形成した場合について説明したが、シフト機構を構成する可動部材はロール防止枠に限られず、他の可動部材に貫通開口を形成してもよい。

防振用のシフト機構とレンズユニットを光軸方向にガイドするガイドバーとの干渉が防止された小型のレンズ装置を提供できる。

４ 後部鏡筒
５ マウント部
１０ 防振ユニット
１１ 第４鏡筒
１１ａ スリーブ部
１２ａ，１２ｂ ガイドバー
１０１ 固定枠
１０２ シフト枠
１０４ ロール防止枠
Ｈ 貫通開口

Claims (3)

1. 撮像装置に対して着脱可能なマウント部を有するレンズ装置であって、
   第１のレンズユニットと、
   前記第１のレンズユニットを保持し、光軸に沿った第１の方向に移動可能なレンズ保持部材と、
   前記レンズ保持部材に形成されたスリーブ部に係合して該レンズ保持部材の前記第１の方向への移動をガイドするガイド部材と、
   第２のレンズユニットと、
   前記第２のレンズユニットを前記第１の方向に対して直交する第２の方向にシフトさせるシフト機構とを有し、
   前記ガイド部材は、前記第２の方向において、前記マウント部の外周よりも前記光軸に近い位置に配置されており、
   前記シフト機構は前記第２のレンズユニットのシフトに応じて前記第２の方向に移動する可動部材を含み、該可動部材は、前記ガイド部材および前記スリーブ部を前記第１の方向に通す貫通開口を有することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記可動部材は、前記貫通開口の外周を閉じるように延びる補強部を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記レンズ保持部材は、前記第１のレンズユニットが前記スリーブ部における前記光軸方向の両端の間に位置するように該第１のレンズユニットを保持していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。