JP2011039107A - 光学機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学機器2は、第1の絞り羽根群38aと、光軸回りで回転して第1の絞り羽根群を開閉方向に移動させる回転部材38bと、第1の絞り羽根群よりも物体側に配置され、光軸方向に移動可能な可動部材32と、第2の絞り羽根群37aと、該第2の絞り羽根群を開閉方向に移動させるアクチュエータ37bとを有する。第1の絞り羽根群は、第2の絞り羽根群よりも物体側に配置されている。回転部材は、光軸方向に対して非平行に、かつ物体側に延出するアーム部38cを有する。可動部材は、アーム部が係合するガイド部32aを有する。可動部材が光軸方向に移動してガイド部のアーム部に対する光軸方向での係合位置が変化することにより回転部材が光軸回りで回転する。
【選択図】図3
Description
また、光学機器には、上記のように構成されて主として光量調節を担う主絞りと、ズーミングやフォーカシングに応じて開放絞り口径を補正するために主絞りとは別に設けられた副絞りが搭載される場合がある。副絞りにおいても、主絞りと同様に、複数の絞り羽根が開閉方向に移動される。ただし、主絞りと副絞りのそれぞれにアクチュエータを設けると、光学機器の小型化が妨げられる。
特許文献1〜3には、アクチュエータを用いることなく絞りを開閉動作させるための開閉機構を備えた光学機器が開示されている。
特許文献1にて開示された光学機器では、絞りに設けられた回転部材に、光軸方向に延出し、カム溝が形成されたカム部が設けられ、可動レンズに設けられたカムフォロワが該カム溝に係合している。可動レンズの光軸方向への移動に伴って、回転部材が光軸回りで回転し、絞り開口径が変化する。
また、特許文献2にて開示された光学機器では、1つのレンズ群が回転する構造を有し、該レンズ群の回転に連動して絞りに設けられた回転部材が回転することで、絞り開口径が変化する。
さらに、特許文献3にて開示された光学機器では、絞りが光軸方向に移動する構造を有し、絞りを収容した固定筒の内面に形成された絞り制御用カムと絞りに取り付けられた突起部とが係合する。絞りが光軸方向に移動して突起部が絞り制御用カムに沿って回転することで、絞り開口径が変化する。
具体的には、回転部材と連動させる可動部材が副絞りよりも像面側に設けられている場合、副絞りよりも像面側にある主絞りと回転部材に設けられた延出部とが光軸方向でオーバーラップする。これを回避するためには、副絞りの回転部材に設けられた延出部を外径側に広げる必要があり、この結果、小型化が難しくなる。
また、特許文献1の光学機器は、延出部にカムを、可動部材にカムフォロワを設けた構造を有するため、可動部材における延出部が回転する領域と干渉し得る部分には逃げ部を形成する必要がある。この場合、逃げ部が開口となってここを通って光線漏れが起きる可能性があるが、逃げ部が絞りよりも像面側にあるため、物体側にある場合に比べれば光線漏れの可能性は低い。
一方、回転部材と連動させたい可動部材が物体側に配置されている場合、主絞りと延出部とがオーバーラップすることはない。しかし、逃げ部が主絞りよりも物体側にあるため、該逃げ部を通じた光線漏れが生じる場合がある。
これに対し、特許文献2にて開示された光学機器では、フォーカス群に設けられたガイド部と回転部材の延出部とを係合させる構造を有するため、回転部材よりも物体側の可動部材と連動させる場合でも光線漏れは起きにくい。ただし、回転部材の延出部を光軸と平行に延出させた場合には、ガイド部と延出部との係合ガタの範囲で光線漏れが発生する可能性がある。
また、特許文献3にて開示された光学機器では、固定筒の内面に形成された絞り制御用カムと回転部材の突起部とを係合させる構造を有するため、有害な光線漏れの発生は回避できる。ただし、特許文献3にて開示された開閉機構は、絞り自体が光軸方向に移動しない場合には採用することができない。
本発明は、主絞りと副絞りとを有しながらも、小型で光線漏れを防止できるようにした光学機器を提供する。
次に、交換レンズ2について説明する。交換レンズ2内に収容された撮影光学系は、物体側(被写体側)から順に、固定レンズとしての第1レンズユニット101と、フォーカスレンズとしての第2レンズユニット102と、固定レンズとしての第3レンズユニット103とを含む。また、撮影光学系は、フォーカスレンズとしての第4レンズユニット104と、防振レンズとしての第5レンズユニット105と、固定レンズとしての第6レンズユニット106も含む。
さらに、撮影光学系は、絞りユニット107を含む。絞りユニット107は、第3レンズユニット103の前側(物体側)に配置されており、交換レンズ2内を通過してカメラ1に至る光量を調節する。
22は案内筒であり、それぞれ光軸方向に延びる第1直進溝22aおよび第2直進溝22bと、固定筒21に対する取り付け部22cと、前側固定筒23に対する取り付け部22dと、角速度や加速度を検出するセンサ用の取り付け部22eとを有する。
また、案内筒22は、フォーカスユニット用の取り付け部(図示せず)と、第3鏡筒33用の取り付け部(図示せず)と、カム筒24のスラスト方向への移動を阻止するバヨネット部22fとを備える。
第1直進溝22aは、第2鏡筒32の光軸方向への直進案内を行い、第2直進溝22bは第4鏡筒34の直進案内を行う。第3鏡筒33用の取り付け部と第3鏡筒33は、不図示のコロを介して固定される。
また、案内筒22には、カム筒24に取り付けられたフォーカスコロ(図示せず)の軌跡からオフセットした切り欠き部(図示せず)が形成されている。また、案内筒22は、後述する絞りユニット107へ電力を供給するフレキシブルプリント基板を保持する保持板用の取り付け部(図示せず)を有する。
24はカム筒であり、第1カム溝24aと、第2カム溝24bと、フォーカスコロ(図示せず)用の取り付け部(図示せず)と、案内筒22のバヨネット部22fが係合する係合部24cとを有する。カム筒24は、案内筒22の内側に配置され、その前端と後端とで案内筒22に周方向に接している。
25,26はそれぞれ、第1カムフォロワおよび第2カムフォロワである。カムフォロア25は、第2鏡筒32に固定され、カム筒24の第1カム溝24aと案内筒22の第1直進溝22aとに係合する。カムフォロア26は、第4鏡筒34に固定され、カム筒24の第2カム溝24bと案内筒22の第2直進溝22bとに係合する。
フォーカスユニット108を駆動すると、フォーカスユニット108の出力部である不図示のキー部が光軸回りで回転する。該キー部はフォーカスコロ(図示せず)に係合しており、フォーカスユニット108の駆動力がフォーカスコロが取り付けられたカム筒24に回転力として伝達される。カム筒24の回転により、第2鏡筒32はカムフォロア25を介して第1直進溝22aと第1カム溝24aの相対関係に従いながら光軸方向に移動する。
第4鏡筒34も、同様に、カムフォロア26を介して第2直進溝22bと第2カム溝24bの相対関係に従いながら光軸方向に移動する。
フォーカスユニット108は、不図示の駆動源と、前述したキー部と、フォーカス環27と係合する前述した突起部とを有する。駆動源と電気回路基板42とは、フレキシブルプリント基板等で接続されていて、電気回路基板42からの駆動信号によって駆動源が駆動される。
31は第1鏡筒であり、前側固定筒23に当接する当接部と、不図示のコロが固定されるコロ取り付け部(図示せず)とを有する。
32は光軸方向に移動可能な可動部材としての第2鏡筒であり、その外周に、第1カムフォロア25を固定する座部32aと、副絞りユニット38のアーム部38cと係合するガイド部32bとを有する。
33は第3鏡筒であり、不図示のコロを介して案内筒22に固定される取り付け部(図示せず)を有する。また、第3鏡筒33は、主絞りユニット37と副絞りユニット38とにより構成される絞りユニット107が固定される取り付け部(図示せず)を有するとともに、主絞りユニット37の駆動部(図示せず)を囲む形状を有する。
34は第4鏡筒であり、第2カムフォロア26を固定する座部34aを有する。
第1鏡筒31〜第6鏡筒36はそれぞれ、第1レンズユニット101〜第6レンズユニット106を保持する。
フォーカシングのために第2鏡筒32が光軸方向に直進移動することで、アーム部38cを介して回転部材38bが回転し、副絞り羽根群38aが開閉方向に移動される。
副絞りユニット38を主絞りユニット37よりも物体側へ配置するのは、以下の理由による。主絞りユニット37を物体側に配置した場合には、主絞りユニット37の駆動部(絞りアクチュエータを含む部分)が物体側へ飛び出す形となるため、案内筒22のバヨネット部22fを外径側にシフトする必要がある。そして、このことは、フォーカスユニット108を本実施例での位置に配置するためには、交換レンズの全長を長くしたり外径を大きくしたりする必要が生じる。このことから、副絞りユニット38を主絞りユニット37よりも物体側に配置する方が、交換レンズの小型化を達成しやすい。
副絞りユニット38は、副絞り羽根群38aと、光軸回りで回転して副絞り羽根群38aを開閉方向に移動させる回転部材38bと、該回転部材38bから物体側に延出し、第2鏡筒32のガイド部32bと係合するアーム部38cとを有する。
主絞りユニット37は、主絞り羽根群37aと、該主絞り羽根群37aを開閉方向に移動させるステッピングモータ等の絞りアクチュエータ37bと、主絞り羽根群37aの駆動用カム溝(図示せず)が形成されたベース部材37cとを有する。また、主絞りユニット37は、ベース部材37cとの間で主絞り羽根群37aを押さえる押さえ板37dとを有する。ベース部材37cには、副絞り羽根群38aを移動させるための穴等も形成されている。押さえ板37dは、第3鏡筒33における絞りユニット107用の取り付け部33aにビス等により固定される。また、絞りアクチュエータ37bには、電気回路基板42からの駆動信号を供給するためのフレキシブルプリント基板37eが接続されている。
図4中のAは、アーム部38cの幅方向の中心軸を示している。図5中のBは、中心軸Aを物体側から見て示している。これらの図から分かるように、アーム部38c(の中心軸)は、交換レンズの光軸に対して非平行、言い替えれば螺旋状に延びている。このため、第2鏡筒32が光軸方向に直進移動して、第2鏡筒32のガイド部32bのアーム部38cに対する光軸方向(アーム部38cの長手方向)での係合位置が変化することにより、回転部材38bが光軸回りで回転する。この結果、副絞り羽根群38aが開閉方向に移動される。
また、このとき、第2鏡筒32のガイド部32bの位置(ガイド部32bのアーム部38cとの係合位置)は光軸回り方向にて変化しない。このため、第2鏡筒32と副絞りユニット38との光軸方向の間隔(距離)に応じて回転部材38bの回転位置、つまりは副絞り羽根群38aの開閉位置を高精度に制御することができる。
本実施例では、図4に示すように、アーム部38cを光軸に対して一定の傾き角を有するように光軸に対して非平行に形成している。これにより、第2鏡筒32と副絞りユニット38との光軸方向の間隔に比例した回転量だけ回転部材38bが回転する。しかし、アーム部の光軸に対する傾き角をアーム部の長手方向で変化させて、第2鏡筒と副絞りユニットとの光軸方向の間隔が大きく又は小さくなるに従って回転部材の回転量が増加又は減少するようにしてもよい。
また、本実施例では、アーム部38cは副絞りユニット38から物体側に延出しているので、副絞りユニット38よりも像面側に配置された主絞りユニット37をアーム部38cが通過することがなく、この結果、絞りユニット107の径方向の小型化を実現できる。
さらに、第2鏡筒32のガイド部32bは物体側からの光が通過し得る凹部、すなわち開口部を有する。しかし、本実施例では、該ガイド部32bに光軸に対して非平行な(螺旋状の)アーム部38cを係合させているので、該開口部をほぼ塞ぐことができ、該開口部を通過して撮像面に到達する有害光の発生(光線漏れ)を防止することができる。
また、本実施例では、ガイド部32bはアーム部38cと幅方向(周方向)で係合しており、径方向においては部品の寸法のばらつきによってガイド部32bとアーム部38cとが互いに接触しない程度のクリアランスを持たせている。これは、ガイド部32bとアーム部38cとの間の摺動摩擦を小さくするためである。
上記クリアランスからの光線漏れについて説明する。ガイド部32bは、光軸方向にある厚さを持った溝形状部(凹部)として第2鏡筒32に形成されている。このため、ガイド部32bとアーム部38cのうち該クリアランスに面した表面で反射することなく該クリアランスを通過して像面側に進む光線はきわめて狭い角度範囲にしか存在しない。しかも、このような非反射光線も反射光線のいずれも、該クリアランスを通過したとしても大部分が回転部材38bにより遮られてそれ以上は像面側に進まない。したがって、該クリアランスからの光線漏れはほとんど問題にならない。なお、反射光線の強度を弱めるために、ガイド部32bとアーム部38cのうち該クリアランスに面した表面に反射防止処理を施してもよい。
また、本実施例では、ガイド部32bの幅方向両側のガイド面にアーム部38cに当接する突起を形成しているが、ガイド部32bの底面にもアーム部38cの下面に当接する突起を設ければ、光線漏れをより効果的に防止することができる。
さらに、本実施例では、第2鏡筒32において、ガイド部32bは、カメラシステムが正位置の姿勢(ファインダ光学系が交換レンズ2よりも上に位置する姿勢、又は図1にて重力が−Y方向に作用する姿勢)で構えられた状態で上となる位相に形成されている。一般的な撮影においては太陽や輝度の高い光源がカメラシステムよりも上方に位置する。この場合に、カメラシステムが正姿勢で構えられてガイド部32bの位相が上となっていれば、交換レンズ2においてガイド部32bよりも物体側に配置された部材が上方から入射する光を遮るため、ガイド部32bに光が到達しにくくなる。これにより、ガイド部32bを通じた光線漏れをより効果的に防止できる。
また、本実施例では、ガイド部32bがアーム部38cと係合する箇所を突起形状に形成しているが、面で摺動するように形成してもよい。
本実施例では、図6および図7に示すように、第2鏡筒32のガイド部32bにおける幅方向両側の一対のガイド面のそれぞれに、アーム部38cの長手方向に並んで該アーム部38cの幅方向端面に当接する複数の突起32cが形成されている。各ガイド面に複数の突起32cを設けることで、各ガイド面に突起を1つのみ設けた実施例1と比べて、ガイド部32aを通した光線漏れをより少なくすることができる。
また、本実施例では、図6および図8に示すように、回転部材38bにおけるアーム部38cの根元部分に切り欠き部38dを形成している。切り欠き部38dを設けることにより、回転部材38bが合成樹脂の射出成形品である場合には、これを光軸方向の型スライドのみによって形成することができる。これにより、回転部材38bを低コストで製作することができる。
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。
2 交換レンズ
101〜106 第1〜第6レンズユニット
107 絞りユニット
32 第2鏡筒
32a ガイド部
37 主絞りユニット
37a 主絞り羽根群
38 副絞りユニット
38a 副絞り羽根群
38b 回転部材
38c アーム部
Claims (2)
- 第1の絞り羽根群と、
光軸回りで回転して前記第1の絞り羽根群を開閉方向に移動させる回転部材と、
前記第1の絞り羽根群よりも物体側に配置され、光軸方向に移動可能な可動部材と、
第2の絞り羽根群と、
該第2の絞り羽根群を開閉方向に移動させるアクチュエータとを有し、
前記第1の絞り羽根群は、前記第2の絞り羽根群よりも物体側に配置されており、
前記回転部材は、前記光軸方向に対して非平行に、かつ前記物体側に延出するアーム部を有し、
前記可動部材は、前記アーム部が係合するガイド部を有し、
前記可動部材が前記光軸方向に移動して前記ガイド部の前記アーム部に対する前記光軸方向での係合位置が変化することにより前記回転部材が光軸回りで回転することを特徴とする光学機器。 - 前記ガイド部は、前記アーム部の幅方向両端面に対向する一対のガイド面を有し、
前記各ガイド面に、前記アーム部の長手方向に配置された複数の突起が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
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