JP2012083717A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカスレンズの移動範囲を確保しつつ厚み方向、径方向の小型化を実現するレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒では、第１レンズが、被写体からの光を集光する。第２レンズは、光軸方向に移動する。案内軸は、第２レンズを光軸方向に案内する。駆動手段は、第２レンズを案内軸に沿って移動させる。調整機構は、押圧部が弾性部を押圧することによって案内軸の位置を調整する。ベース枠は、案内軸の他端を保持する。ここでは、光軸を基準とした円周方向において、駆動手段の少なくとも一部が、案内軸に重なるように、配置されている。光軸を基準とした半径方向において、調整機構の少なくとも一部が、第１レンズに重なるように、配置されている。押圧部の押圧方向に定義される押圧軸は、駆動手段から離れた位置に、設定されている。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、光軸調整可能なレンズ鏡筒に関する。

近年、交換レンズ式デジタルカメラが、急速に普及してきている。例えば、交換レンズ式のデジタルカメラには、被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能なものがある。このようなデジタルカメラでは、カメラ本体の小型化に伴い、交換式のレンズ鏡筒の小型化も同時に求められている。

レンズ鏡筒には、ズーム動作を行うズームレンズが、レンズ鏡筒内で光軸方向に移動可能に設けられている。ズームレンズは、レンズ保持枠に保持されている。ズームレンズは、レンズ保持枠を光軸方向へ案内するガイド軸を、備えている。そして、このガイド軸は、レンズ鏡筒に支持されている。このズームレンズを含むレンズ系には被写体からの光が通過し、被写体の光学像が撮像素子において結像される。

このようなレンズ系では、レンズ保持枠やレンズ鏡筒の寸法誤差、あるいはレンズ保持枠に対するレンズの取り付け精度のばらつきなどによって、ズームレンズの光軸が、レンズ鏡筒に固定された固定レンズの光軸に対して、傾きを生じる場合がある。このような光軸の傾きは、撮像素子の撮像面に結像される被写体の光学像に、焦点ぼけ例えば片ぼけを生じさせるおそれがある。

そこで、ズームレンズの光軸の傾きを調整可能としたレンズ鏡筒の構成が、特許文献１に開示されている。具体的には、特許文献１には、軸受部材が、開示されている。軸受部材は、軸部と軸受孔とを有している。軸部は、レンズ鏡筒の外側から孔部に装脱可能に挿入される。軸受孔は、軸部の中心軸線に対して偏心した中心軸線を、有している。ここでは、偏心量が異なる複数の軸受部材が、準備されている。そして、レンズ鏡筒を組み立てる際には、光軸の傾きに応じて最適な軸受部材がレンズ鏡筒に装着され、光軸が調整される。

特開２００６−２２７１７０号公報

調整機構を有するレンズ鏡筒を小型化する場合、撮像光学系を単に小型化するだけでなく、調整機構及びその他の構成部品を、限られた空間において、構成部品同士の干渉を回避しながら、効率よく配置する必要がある。また、調整機構及びその他構成部品は、限られた空間に配置可能な最適な形状に形成する必要もある。

本発明は、構成部品同士の干渉を回避し、薄型化及び小径化を実現可能、且つ光軸調整を容易に実行可能なレンズ鏡筒を提供することを、目的とする。

上記目的は、以下のレンズ鏡筒によって達成される。本レンズ鏡筒は、撮像光学系を有するレンズ鏡筒である。本レンズ鏡筒は、第１レンズと、第２レンズと、案内軸と、駆動手段と、調整機構と、ベース枠とを、備えている。

第１レンズは、被写体からの光を集光する。第２レンズは、光軸方向に移動する。案内軸は、第２レンズを光軸方向に案内する。駆動手段は、第２レンズを案内軸に沿って移動させる。調整機構は、弾性部と押圧部とを有している。弾性部は、案内軸の一端を保持し、且つ弾性変形可能になっている。押圧部は、弾性部を光軸に食い違う方向に押圧する。調整機構では、押圧部が弾性部を押圧することによって、案内軸の位置を調整する。ベース枠は、案内軸の他端を保持する。

本レンズ鏡筒では、光軸を基準とした円周方向において、駆動手段の少なくとも一部が、案内軸に重なるように、配置されている。また、本レンズ鏡筒では、光軸を基準とした半径方向において、調整機構の少なくとも一部が、第１レンズに重なるように、配置されている。さらに、本レンズ鏡筒では、駆動手段は、押圧部の押圧方向に定義される押圧軸から離れた位置に、配置されている。

本発明によれば、薄型化及び小径化を実現可能、且つ光軸調整を容易に実行可能なレンズ鏡筒を提供することが、可能である。

デジタルカメラの概略斜視図 デジタルカメラの概略構成図 交換レンズユニットの第１の概略断面図 交換レンズユニットの第２の概略断面図 フォーカス可動ユニットの駆動部の分解斜視図 フォーカス可動ユニットの駆動部の斜視図 調整機構の正面図 調整機構の一部を示す正面図 絞り調節ユニットの概略斜視図 交換レンズユニットの概略斜視図 交換レンズユニットの概略斜視図 調整方法を説明するための概略図（調整用工具の装着前） 調整方法を説明するための概略図（調整用工具の装着時）

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して、詳細に説明する。

［第１実施形態］
＜デジタルカメラの概要＞
図１〜図９を用いて、デジタルカメラ１について説明する。図１は、デジタルカメラ１の概略斜視図である。図１に示すように、デジタルカメラ１は、交換レンズ式のデジタルカメラであり、主に、カメラ本体３と、交換レンズユニット２（レンズ鏡筒の一例）とを、備えている。交換レンズユニット２は、カメラ本体３に取り外し可能に装着されている。

図２は、デジタルカメラ１の概略構成図である。図２に示すように、交換レンズユニット２は、レンズマウント９５を介して、カメラ本体３の前面に設けられたボディーマウント４に装着されている。図３Ａは、フォーカス主軸５５（案内軸の一例）と光軸とを通る面で切断された交換レンズユニット２の概略断面図である。図３Ｂは、ステッピングモータ６０ｂと光軸とを通る面で切断された交換レンズユニット２の概略断面図である。図４Ａは、フォーカス可動ユニット９４の駆動部の分解斜視図である。図４Ｂは、フォーカス可動ユニット９４の駆動部の斜視図である。図５Ａは、調整機構５４の正面図である。図５Ｂは、調整機構５４の一部を示す正面図である。図６は、絞り調節ユニット７３の概略斜視図である。図７及び図８は、交換レンズユニット２の概略斜視図である。図９Ａは、調整用工具を装着する前の調整状態を示す概略図である。図９Ｂは、調整用工具を装着した後の調整状態を示す概略図である。

なお、本実施形態では、デジタルカメラ１に対して３次元直交座標系を設定する。図１に示すように、光学系Ｌ（後述）の光軸ＡＺは、Ｚ軸方向（光軸方向の一例）と一致している。Ｘ軸方向は、デジタルカメラ１での横撮り姿勢における水平方向と一致している。Ｙ軸方向は、デジタルカメラ１での横撮り姿勢における鉛直方向と一致している。また、以下の説明において、「前」とは、デジタルカメラ１の被写体側（Ｚ軸方向正側）を、「後」とは、デジタルカメラ１の被写体側と反対側（ユーザー側、Ｚ軸方向負側）を意味する。

＜カメラ本体＞
図１及び図２を用いて、カメラ本体３の概略構成について説明する。図１に示すように、カメラ本体３は、筐体３ａと、ボディーマウント４とを、有している。図２に示すように、筐体３ａには、画像取得部３５と、画像表示部３６と、ファインダ部３８と、ボディーマイコン１０とが、含まれている。

（１）筐体
図１に示すように、筐体３ａは、カメラ本体３の外装部を構成している。図２に示すように、筐体３ａの背面には、表示部２０と、ファインダ接眼窓９とが、設けられている。また、筐体３ｂの上面には、シャッターボタン３０が設けられている。

（２）ボディーマウント
ボディーマウント４は、交換レンズユニット２のレンズマウント９５が装着される部分である。図２に示すように、ボディーマウント４は、筐体３ａの前面に設けられている。ボディーマウント４は、交換レンズユニット２のレンズ側接点９１（図３Ｂを参照）と電気的に接続可能なボディー側接点（図示せず）を、有している。カメラ本体３は、ボディーマウント４及びレンズマウント９５を介して、交換レンズユニット２とデータの送受信が可能である。

（３）画像取得部
画像取得部３５は、主に、撮像センサ１１（撮像素子の一例）と、シャッターユニット３３と、シャッター制御部３１と、撮像センサ駆動制御部１２と、を有している。撮像センサ１１は、光学系Ｌにより形成される光学的な像を電気的な信号に変換する。撮像センサ１１は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサである。シャッターユニット３３は、撮像センサ１１の露光状態を調節する。シャッター制御部３１は、ボディーマイコン１０からの制御信号に基づいて、シャッターユニット３３の駆動を制御する。撮像センサ駆動制御部１２は、撮像センサ１１の動作を制御する。

（４）ボディーマイコン
ボディーマイコン１０は、カメラ本体３の中枢を司る制御装置であり、操作ユニット３９に入力された操作情報に応じて、デジタルカメラ１の各部を制御する。具体的には、ボディーマイコン１０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されている。ボディーマイコン１０は、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現する。

例えば、ボディーマイコン１０は、交換レンズユニット２がカメラ本体３に装着されたことを検知する機能、及び交換レンズユニット２から焦点距離情報などのデジタルカメラ１を制御する上で必要な情報を取得する機能を、有している。また、ボディーマイコン１０は、レンズマイコン４０を介して、フォーカス調節ユニット７２を制御する。レンズマイコン４０は、フォーカス可動ユニット９４の位置情報を取得する。

（５）画像表示部
画像表示部３６は、表示部２０と、画像表示制御部２１と、を有している。表示部２０は、例えば液晶モニタである。表示部２０は、画像表示制御部２１からの命令に基づいて、メモリに記録された画像信号を、可視画像として表示する。表示部２０における表示形態としては、画像信号のみを可視画像として表示する表示形態や、画像信号と撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態が考えられる。

（６）ファインダ部
ファインダ部３８は、液晶ファインダ８と、ファインダ接眼窓９とを、有している。液晶ファインダ８は、撮像センサ１１により取得された画像を表示する。ファインダ接眼窓９は、筐体３ａの背面に設けられている。ユーザーは、ファインダ接眼窓９を覗くことで、液晶ファインダ８に表示された画像を、視認することができる。

＜交換レンズユニット＞
図１〜図９を用いて、交換レンズユニット２の概略構成を説明する。図２に示すように、交換レンズユニット２は、光学系Ｌ（撮像光学系の一例）と、光学系Ｌを支持するレンズ支持機構７１と、フォーカス調節ユニット７２と、絞り調節ユニット７３とを、有している。また、交換レンズユニット２には、レンズマイコン４０が含まれている。

（１）光学系
光学系Ｌは、被写体の光学像を形成するためのレンズ系である。具体的には、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、光学系Ｌは、６枚のレンズから構成される。第１レンズＬ１は、被写体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第１レンズＬ１では、第１レンズＬ１の撮像素子側の面及び被写体側の面は、両方とも非球面である。第２レンズＬ２は、被写体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２によって、第１レンズ群Ｇ１（第１レンズの一例）が構成されている。

第３レンズＬ３は、被写体側に凹面を有するメニスカスレンズである。第３レンズＬ３は、接着層を介して、第４レンズＬ４に接合されている。第５レンズＬ５は、両面が凸状に形成された凸レンズである。第５レンズＬ５では、第５レンズＬ５の撮像素子側の面及び被写体側の面は、両方とも非球面である。第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、及び第５レンズＬ５によって、第２レンズ群Ｇ２（第２レンズの一例）が構成されている。

第６レンズＬ６は、両面が凹状に形成された凹レンズである。第６レンズＬ６では、第６レンズＬ６の撮像素子側の面は、非球面である。第６レンズＬ６は、少なくとも１つ以上のレンズ群で構成されている。第６レンズＬ６によって、第３レンズ群Ｇ３（第３レンズの一例）が構成されている。ここでは、第６レンズＬ６だけであるが、便宜上、群（第３レンズ群）という文言を用いている。

なお、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間には、絞りユニット６２が配置されている。詳細には、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間には、絞りユニット６２が配置されている。

光学系Ｌは、いわゆるズームレンズではなく、単焦点レンズである。つまり、光学系Ｌは、焦点距離が一定である。この場合、無限遠への合焦状態から最近接への合焦状態へのフォーカシング時には、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５が、互いの距離を一定に保った状態で、被写体側に一体で移動する。反対に、最近接への合焦状態から無限遠への合焦状態へのフォーカシング時には、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５が、互いの距離を一定に保った状態で、撮像素子側に一体で移動する。つまり、本実施形態では、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５から成る第２レンズ群Ｇ２（フォーカスレンズ群）は、被写体の光学像の合焦状態を調整するために光軸方向に移動する。ここで、第２レンズ群Ｇ２と第２レンズ保持枠５２とからなるユニットを、フォーカス可動ユニット９４と称した場合（図３Ａ及び図３Ｂを参照）、このフォーカス可動ユニット９４は、フォーカス時に一体的に移動する。

（２）レンズ支持機構
レンズ支持機構７１は、フォーカス可動ユニット９４をＺ方向に移動可能に支持するための機構である。レンズ支持機構７１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、レンズマウント９５と、固定枠５０と、第1レンズ保持枠５１と、第２レンズ保持枠５２と、第３レンズ保持枠５３（ベース枠の一例）と、調整機構５４と、フォーカス主軸５５と、フォーカス副軸５６と、フォーカスリングユニット８８と、付勢バネ９８（図４Ａ及び図４Ｂを参照）とを、有している。以下、それぞれについて説明する。

レンズマウント９５は、カメラ本体３のボディーマウント４に装着される部分である。レンズマウント９５は、図３Ｂに示すように、レンズ側接点９１を有している。レンズマウント９５には、不要光を遮蔽する遮光枠９６が、取り付けられている。

固定枠５０は、図３Ａに示すように、第１レンズ保持枠５１、第３レンズ保持枠５３、前枠５７、後枠５８を支持する部材である。固定枠５０は、レンズマウント９５に固定されている。固定枠５０は、図７及び図８に示すように、壁部５０ｃを有している。壁部５０ｃには、切り欠き部５０ａ，５０ｂが設けられている。

第１レンズ保持枠５１は、図３Ａに示すように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を、保持している。第１レンズ保持枠５１には、第１レンズ保持枠５１と固定枠５０とをビスにより固定するためのビス穴（不図示）が、形成されている。

第２レンズ保持枠５２は、図３Ａに示すように、フォーカス主軸５５及びフォーカス副軸５６と係合し、フォーカス主軸５５に沿って光軸方向に移動可能に支持されている。また、第２レンズ保持枠５２は、フォーカス副軸５６によって、フォーカス主軸５５回りの回転が規制されている。フォーカス主軸５５では、像面側の端が第３レンズ保持枠５３の主軸保持部５３ａに保持され、被写体側の端が調整機構５４に保持される。調整機構５４は、第３レンズ保持枠５３例えば主軸保持部５３ａに取り付けられる。また、フォーカス副軸５６では、像面側の端が第３レンズ保持枠５３に保持され、被写体側の端が固定枠５０によって保持される。

第２レンズ保持枠５２は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とを、保持している。図３Ａ及び図４Ａに示すように、第２レンズ保持枠５２は、フォーカス主軸５５と嵌合するガイド穴５２a、５２ｂと、フォーカス副軸５６と嵌合する回転規制部５２ｃとを、有する。回転規制部５２ｃは、第２レンズ保持枠５２の回転を規制する。回転規制部５２ｃは、例えば、半径方向に延びる長孔である。回転規制部５２ｃは、例えば、フォーカス主軸５５とフォーカス副軸５６とを結ぶ直線と平行な２つ壁部を、有している。２つの壁部は、長孔５２ｃにおいて円周方向に対向する壁部である。これら２つの壁部にフォーカス副軸５６を当接させることによって、第２レンズ保持枠５２の回転が規制される。

また、第２レンズ保持枠５２は、図３Ｂに示すように、後述するナット６１と当接する当接部５２ｄを、有している。さらに、第２レンズ保持枠５２は、図４Ｂに示すように、後述する付勢バネ９８の一端を係合する第１爪部５２eを、有している（図４Ｂを参照）。

第３レンズ保持枠５３は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第６レンズＬ６を支持している。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、調整機構５４は、本体部１５４、フォーカス主軸保持部５４ａ（保持部の一例）、アーム部５４ｂ（連結部の一例）、第１穴５４ｃ、第２穴５４ｄ、第２爪部５４e、及び押圧用のネジ５４ｆ（押圧部の一例）から、構成されている。調整機構５４は、固定枠５０にネジ等により固定されている。フォーカス主軸保持部５４aには、フォーカス主軸５５が圧入され固定されている。

第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄは、例えば樹脂により形成されている。第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄは、押圧用のネジ５４ｆの径より小さくなるように、形成されている。ここでは、押圧用のネジ５４ｆを、第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄにねじ込むことによって、押圧用のネジ５４ｆが第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄに嵌合されている。

第１穴５４ｃの軸芯（押圧軸の一例）及び第２穴５４ｄの軸芯（押圧軸の一例）は、フォーカスモータユニット６０から所定の距離を隔てた位置に、設定されている。詳細には、ステッピングモータ６０ｂの回転軸と第１穴５４ｃの軸芯との垂直距離が、ステッピングモータ６０ｂの回転軸からステッピングモータ６０ｂの外面までの第１距離と、押圧用のネジ５４ｆの半径に対応する第２距離との和より、大きくなるように、第１穴５４ｃの軸芯位置が設定されている。より具体的には、第１距離は、ステッピングモータ６０ｂの回転軸の軸芯から、ステッピングモータ６０ｂにおける第１穴５４ｃの軸芯側の外面までの距離である。

このようにして、第１穴５４ｃの軸芯位置すなわち軸方向（第１方向の一例）が設定されると、この第１穴５４ｃの軸芯に直交する方向（第２方向の一例）に第２穴５４ｄの軸芯が、設定される。ここでは、第１穴５４ｃと第２穴５４ｄとは、光軸に直交する同一面上に、配置されている。

ここでは、フォーカスモータユニット６０に近い穴が、第１穴５４ｃとなっている。このため、この第１穴５４ｃを基準として、第２穴５４ｄが設定されている。例えば、第２穴５４ｄがフォーカスモータユニット６０に近い場合は、上記と同様にして、第２穴５４ｄを基準として、第１穴５４ｃが設定される。

ここで、ネジ５４ｆが第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄに嵌合された状態で、ネジ５４ｆが回転すると、フォーカス主軸保持部５４ａが光軸と直行する２軸方向に押し引きされる。すると、アーム部５４ｂが弾性変形し、フォーカス主軸保持部５４aが光軸と直交する平面内において平行移動する。このようにして、主軸保持部５３ａを中心にして、フォーカス主軸５５の傾きが調整される。なお、第１穴５４ｃの軸芯及び第２穴５４ｄの軸芯は、ネジ５４ｆが押し引きされる方向に延びる軸である。

第２レンズ保持枠５２は、第１爪部５２eと調節機構５４の第２爪部５４eとに係合する付勢バネ９８（図４Ａ及び図４Ｂを参照）により、光軸方向被写体側に付勢される。この付勢力により当接部５２ｄとナット６１とが当接し（図３Ｂを参照）、第２レンズ保持枠５２は光軸方向の位置が規制される。

付勢バネ９８は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、フォーカス主軸５５の近傍において、フォーカス主軸５５に略平行となるように、配置されている。言い換えると、付勢バネ９８がフォーカス主軸５５に略平行となるように、第１爪部５２eは第２レンズ保持枠５２に形成され、第２爪部５４eは調節機構５４に形成される。これにより、付勢バネ９８の付勢力によって、フォーカス主軸５５に偏心モーメントが発生しづらくしている。

付勢バネ９８は、第２レンズ保持枠５２の可動範囲内において常に付勢力を発生するように自由長が設定されている。ここでは、付勢バネ９８は、引っ張りバネ等で構成されている。なお、付勢バネ９８は、第２レンズ保持枠５２の光軸方向像面側に配置し、圧縮バネ等で被写体側に付勢してもよい。

フォーカスリングユニット８８は、フォーカスリング８９と、前枠５７と、後枠５８とを有している。フォーカスリング８９は、図１、図３Ａ、及び図８に示すように、円筒形状の部材である。フォーカスリング８９は、前枠５７と後枠５８により、Ｚ軸方向の移動が規制された状態で、光軸ＡＺ周りに回転可能に支持されている。前枠５７及び後枠５８は、固定枠５０に装着されている。前枠５７の前方には、偏光フィルタや保護フィルタのような光学フィルタや、コンバージョンレンズを取り付けるための雌ねじ部５７ｃが、形成されている。

（３）フォーカス調節ユニット
フォーカス調節ユニット７２は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、フォーカスモータユニット６０と、フォーカス駆動制御部４１（図３Ａ及び図３Ｂを参照）とを、有している。フォーカスモータユニット６０は、図３Ｂに示すように、フォーカスモータ板金６０ａを介して、ネジ等により第３レンズ保持枠５３に固定されている。フォーカスモータユニット６０は、第２レンズ保持枠５２を光軸方向に駆動する。

フォーカスモータユニット６０は、例えば、ステッピングモータ６０ｂと、スクリュー６０ｃと、ナット６１とから、構成されている。ナット６１には雌ねじが設けられており、このナット６１はスクリュー６０ｃと係合する。ナット６１は、図４Ａに示すように、第３レンズ保持枠５３に形成された溝部５３ｂとナット６１の突起部６１ａとを係合させることによって、回転規制されている。これにより、ステッピングモータ６０ｂによりスクリュー６０ｃが回転駆動されると、ナット６１は光軸方向に平行移動する。

フォーカス駆動制御部４１は、フォーカスモータ６４を駆動する（図２を参照）。

（４）絞り調節ユニット
絞り調節ユニット７３は、図６に示すように、絞りユニット６２と、絞りユニット６２を駆動する絞り駆動モータ６２ａとを、有している。絞り駆動モータ６２ａは、例えばステッピングモータである。絞り駆動モータ６２ａは、絞り駆動制御部４２（図２を参照）から入力される駆動信号に基づいて、駆動される。絞り駆動モータ６２ａで発生した駆動力により、絞り羽根が開方向及び閉方向に駆動され、開口形状が変化する。絞り羽根を駆動することによって、光学系Ｌの絞り値は変更される。例えば、フォトセンサ６２ｂによって、特定の開口径例えば最大開口径が検出される。そして、この最大開口径を基準にして開口形状が設定される。

（５）レンズマイコン
レンズマイコン４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びメモリを有しており、ＲＯＭに格納されているプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現し得る。

＜フォーカスモータユニット配置構成＞
ここでは、フォーカスモータユニット６０の配置について、説明する。レンズ鏡筒の小型化を実現するためには、相反する課題を、解決しなければならない。この相反する課題は、光軸方向の薄型化と、フォーカス可動ユニット９４の移動量の確保とである。フォーカス可動ユニット９４の移動量を確保するためには、スクリュー６０ｃの光軸方向の長さを確保する必要がある。つまり、フォーカスモータユニット６０の光軸方向の長さを、レンズ鏡筒内において最大限確保することが、必須となる。

そこで、本実施形態では、図３Ｂに示すように、レンズマウント９５には、切り欠き部９５ａが設けられている。切り欠き部９５ａは、スクリュー６０ｃ、ナット６１、及び当接部５２ｄを収容するためのものである。切り欠き部９５ａは、第３レンズ保持枠５３の近傍に設けられている。ここでは、第３レンズ保持枠５３を介して、切り欠き部９５ａにフォーカスモータユニット６０を収容可能にすることで、スクリュー６０ｃの長さを確保している。また、スクリュー６０ｃの長さをさらに確保するために、第１レンズ保持枠５１の一部にも、切り欠き部５１ａが設けられている。切り欠き部５１ａには、ステッピングモータ６０ｂの一部が収容される。これにより、ステッピングモータ６０ｂをレンズ鏡筒の前側に配置でき、スクリュー６０ｃの長さを十分に確保できる。

一般的な撮像光学系すなわち従来の撮像光学系では、光軸方向においてレンズマウント９５から第１レンズ群までの間に、絞りユニット６２が設けられている。絞りユニットの外径は、撮像光学系を成すレンズ群の外径よりも大きい場合が多い。この場合、絞りユニット６２とフォーカスモータユニット６０とが干渉しないように、フォーカスモータユニット６０が絞りユニット６２よりも像面側に配置される。すると、絞りユニット６２とレンズマウント９５までの間のスペースしか利用することができないので、スクリュー６０ｃを短くせざるを得ない。

これに対して、本実施形態では、図６に示すように、絞りユニット６２とフォーカスモータユニット６０と重複する箇所が、一部切り欠かれている。この切り欠き部１００は、フォーカスモータユニット６０が光軸方向に通過できるように、形成されている。さらに、第１レンズ保持枠５１の一部を切り欠き、その切り欠き部５１ａには、フォーカスモータユニット６０の一部が収納される（図３Ｂを参照）。このようにフォーカスモータユニット６０を配置することによって、スクリュー６０ｃの長さを十分確保することが可能になる。この場合、絞りユニット６２の切り欠き部１００は、レンズマウント９５の切り欠き部９５ａより光軸側に、切り欠かれていることが望ましい。また、絞りユニット６２の切り欠き部１００は、フォーカスモータユニット６０の光軸側の外面より光軸側に、切り欠かれていることが望ましい。

ここで、絞りユニット６２の切り欠き部１００が、半径方向にレンズマウント９５の切り欠き部９５ａの位置まで切り欠かれると、フォーカスモータユニット６０をより外側に配置せざるを得なくなる。すると、レンズマウントの切り欠き部９５ａを有効利用できず、スクリュー６０ｃの長さを十分に確保できなくなってしまう。すなわち、レンズ鏡筒の径方向の寸法が大型化してしまうおそれがある。

以上のようなことから、本実施形態では、フォーカスモータユニット６０が、レンズマウント９５と第１レンズ保持枠５１とに重複した状態で、絞りユニット６２の切り欠き部１００の外側かつレンズマウント９５の切り欠き部９５ａの内側に配置される。これによって、レンズ鏡筒の厚み方向及び径方向の寸法を小型化しつつ、スクリュー６０ｃの長さを十分確保することが可能となる。

詳細には、ここでは、交換レンズユニット２の薄型化ために、光軸に垂直な方向から見て、フォーカスモータユニット６０とフォーカス主軸５５とが、絞りユニット６２と重複して配置されている。言い換えると、フォーカスモータユニット６０とフォーカス主軸５５とは、円周方向に並べて配置され、フォーカスモータユニット６０及びフォーカス主軸５５それぞれは、絞りユニット６２の外側に隣接して配置されている。また、ここでは、フォーカスモータユニット６０とフォーカス主軸５５とが、光軸方向にほぼ同じ高さになるように、配置されている。例えば、フォーカスモータユニット６０の被写体側の部分と、フォーカス主軸５５の被写体側の部分とが、円周方向に並べて配置されている。これにより、フォーカスモータユニット６０と調整機構５４とは、円周方向に並べて配置され、フォーカスモータユニット６０及び調整機構５４それぞれも、絞りユニット６２の外側に隣接して配置される。さらに、ここでは、交換レンズユニット２をさらに小径化するために、フォーカスモータユニット６０とフォーカス主軸５５とを、できるだけ内側（光軸側）に配置している。例えば、フォーカスモータユニット６０及びフォーカス主軸５５を、絞りユニット６２の切り欠き部１００に隣接して配置している。

その結果、フォーカスモータユニット６０とフォーカス主軸５５とは、できるだけ光軸側に位置した状態で、ほぼ同心円状に配置される。このように配置することによって、交換レンズユニット２の外方から２軸でフォーカス主軸５５をチルト調整できる。２軸の向きは、フォーカスモータユニット６０を避けるように、設定されている。詳細には、２軸の向きは、絞りユニット６２と、フォーカスモータユニット６０と、第１レンズ保持枠５１及び固定枠５０の締結部とを避けるように、設定されている。

このような構成により、薄型化及び小型化でき、且つ光軸調整を容易に実行できる交換レンズユニット２を、提供することができる。

なお、本実施形態ではナット６１と付勢バネ９８を用いたレンズ駆動構成としたが、ラック構成やその他の構成であってもよい。また、本実施形態では、駆動手段としてステッピングモータを用いた構成としたが、駆動手段は、ＤＣモータや電磁式リニアアクチュエータなどその他のものであってもよい。

＜第２レンズ保持枠のガイド機構＞
ここでは、第２レンズ保持枠５２のガイド機構の配置について、図３及び図４を参照して、説明する。

前述したように、第２レンズ保持枠５２は、ガイド穴５２a、５２ｂに嵌合されたフォーカス主軸５５によって光軸方向に案内される（図３Ａを参照）。また、第２レンズ保持枠５２は、フォーカス副軸５６と回転規制部５２ｃとの嵌合によって、フォーカス主軸５５回りの回転が規制されている（図４Ｂを参照）。このとき、フォーカス主軸５５とガイド穴５２a、５２ｂとの間には、隙間ガタが存在している。そのため、レンズ鏡筒の姿勢が変化した場合等に、隙間ガタの範囲において第２レンズ保持枠５２に傾き誤差が発生してしまう。この隙間ガタによる傾き誤差は、ガイドスパン（ガイド穴５２a、５２ｂ間隔）が長い程小さくすることができる。このため、第２レンズ保持枠５２を精度よく駆動するためには、ガイドスパンを十分に確保することが望ましい。

また、一般的には、フォーカス主軸５５の長さは、主に、ガイドスパンの長さと、第２レンズ群の移動量に対応する長さによって、決定される。このため、ガイドスパンの長さが長くなると、フォーカス主軸５５の長さも長くなる。しかしながら、本実施形態では、前述したフォーカスモータユニット６０と同様に、フォーカス主軸５５を切り欠き等に配置しているので、フォーカス主軸５５の長さを十分に確保した状態で、フォーカス主軸５５を収納することが可能となる。つまり、ガイドスパンを十分確保することが可能となる。

＜調整機構とその調整方法＞
ここでは、フォーカス主軸の傾き調整機構とその調整方法について説明する。

まず、調整の手順について説明する。第１〜６レンズＬ１〜Ｌ６及びそれらを支持する部品を単純に組み立てただけでは、各レンズの位置や姿勢の精度が不十分であり、必要な光学性能を満足できない場合がある。そこで一部のレンズ、ここでは第２レンズ群Ｇ２の姿勢を調整し、光学性能の向上を行う。その調整方法の一例について図７及び図９を参照して説明する。図９に示すように、まず、調整の指標として、例えばレンズ鏡筒から光軸方向に所定の距離を隔てた位置に、解像度を評価するチャートＣを、光軸と直行する平面に配置する（図９Ａを参照）。次に、チャートを撮影した画像に基づいて、光学系Ｌの姿勢が調整され、最も解像度が良化する位置で光軸が固定される（図９Ａを参照）。このとき、調整用工具Ｋを光軸方向から挿脱する調整機構、すなわち従来の調整機構では、撮影するチャート画像が調整用工具によって遮られてしまい、全画角に対して高精度な調整が困難となる（図９Ｂを参照）。そこで、調整用工具がチャート画像を遮らない方向から、調整用工具を挿脱する調整機構が、必要となる。本実施形態の調整機構５４は、図７に示すように、この課題を解決可能な構成を、有している。この調整機構５４では、光軸と直行する２方向から調整用工具を挿脱するため、調整中も撮影画像に対して何ら不具合を与えない。

しかしながら、図７に示すように、調整機構５４の第１穴５４ｃ及び第２穴５４ｄの位置において光軸方向と直交する面上には、レンズやフォーカスモータユニット６０、固定枠５０など複数の他部品が配置されている。このため、これら部品と調整用工具とが干渉しないように、調整機構５４を構成する必要がある。そこで、レンズやフォーカスモータユニット６０等が存在しない範囲に、調整用工具が挿脱される軌跡ＫＫが、位置できるように、第１穴５４ｃの軸芯及び第２穴５４ｄの軸芯が、設定されている。

さらに、軌跡ＫＫ上にある固定枠５０には、切り欠き部５０ａ，５０ｂが設けられている。これら切り欠き部５０ａ，５０ｂによって、調整時の調整用工具と固定枠５０との干渉が、回避されている。切り欠き部５０ａは、第１穴５４ｃの軸芯が延びる方向において、固定枠５０に形成されている。また、切り欠き部５０ｂは、第２穴５４ｄの軸芯が延びる方向において、固定枠５０に形成されている。

なお、調整後には、接着剤が接着溜まり５６ａ、５６ｂに塗布され、フォーカス主軸５５の端部に圧入されたキャップ１５６が、調整機構５４に固定される（図４Ａ及び図４Ｂを参照）。

このような構成により、光学系Ｌを構成する全てのレンズＬ１〜Ｌ６を、レンズ鏡筒に組み付けた状態で、光学系Ｌの調整を円滑に行うことができる。また、図８に示すように、固定枠５０の切り欠き部５０ａ、５０ｂを、フォーカスリング８９等で覆い隠すことにより、外観の品位を保持することができる。詳細には、固定枠５０の切り欠き部５０ａ、５０ｂを、前枠５７（図３Ａを参照）やフォーカスリング８９等で覆い隠すことにより、外観の品位を保持することができる。前枠５７及びフォーカスリング８９は、固定枠５０の外周側に配置され、調整後に組み立てられる。フォーカスリング８９の内径は、レンズマウント９５の外径よりも小さくなっている。フォーカスリング８９は、被写体側から挿入され、固定枠５０の外周側に配置される。フォーカスリング８９は、被写体側から挿入できるように構成されているため、交換レンズユニット２の外径を、撮像側から挿入する場合と比較して、より小さくすることができる。

＜まとめ＞
以下、本実施形態に係る交換レンズユニット２について、まとめる。

本実施形態に係る交換レンズユニット２は、光学系Ｌを有するレンズ鏡筒である。本実施形態に係る交換レンズユニット２は、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、フォーカス主軸５５と、フォーカスモータユニット６０と、調整機構５４と、第３レンズ保持枠５３とを、備えている。第１レンズ群Ｇ１は、被写体からの光を集光する。第２レンズ群Ｇ２は、光軸方向に移動する。フォーカス主軸５５は、第２レンズ群Ｇ２を光軸方向に案内する。フォーカスモータユニット６０は、第２レンズ群Ｇ２をフォーカス主軸５５に沿って移動させる。第３レンズ保持枠５３は、フォーカス主軸５５の他端を保持する。

調整機構５４は、フォーカス主軸保持部５４ａと、アーム部５４ｂと、ネジ５４ｆとを、有している。フォーカス主軸保持部５４ａ及びアーム部５４ｂは、フォーカス主軸５５の一端を保持し且つ弾性変形可能である。ネジ５４ｆは、フォーカス主軸保持部５４ａを光軸に食い違う方向に押圧する。調整機構５４は、ネジ５４ｆがフォーカス主軸保持部５４ａを押圧することによって、フォーカス主軸５５の位置を調整する。

このような交換レンズユニット２では、光軸を基準とした円周方向において、フォーカスモータユニット６０の少なくとも一部が、フォーカス主軸５５に重なるように、配置されている。また、光軸を基準とした半径方向において、調整機構５４の少なくとも一部が、第１レンズ群Ｇ１に重なるように、配置されている。さらに、第１穴５４ｃの軸芯及び第２穴５４ｄの軸芯は、フォーカスモータユニット６０から離れた位置に、設定されている。

このような構成により、調整用工具を挿脱可能で、かつ小型のレンズ鏡筒を実現することができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２では、ネジ５４ｆが、第１方向にフォーカス主軸保持部５４ａを押圧する第１ネジ５４ｆと、第２方向にフォーカス主軸保持部５４ａを押圧する第２ネジ５４ｆとを、有している。ここでは、第１方向は、光軸に食い違う方向である。第２方向は、光軸及び第１方向に食い違う方向である。

このような構成により、２軸でフォーカス主軸の位置を調整できるので、精度良く光軸調整を行うことができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２は、光学系Ｌの結像面側に配置される第３レンズ群Ｇ３を、さらに備えている。第３レンズ群Ｇ３は、第３レンズ保持枠５３に保持されている。

このような構成により、交換レンズユニット２が第３レンズ群Ｇ３を有していても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２は、第１レンズ保持枠５１と、第２レンズ保持枠５２と、固定枠５０とを、さらに備えている。第１レンズ保持枠５１は、第１レンズ群Ｇ１を保持する。第２レンズ保持枠５２は、第２レンズ群Ｇ２を保持する。固定枠５０は、第１レンズ保持枠５１及び第３レンズ保持枠５３を保持する。

このような構成により、交換レンズユニット２を構成するそれぞれの部材は最適に配置されるので、従来よりも薄型かつ小型で光軸調整が容易なレンズ鏡筒を実現することができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２では、固定枠５０が、光軸を中心とする略円筒形状の壁部を、有している。壁部には、押圧軸と交わる位置に切り欠き部が形成されている。

このような構成により、調整用工具を挿脱可能で、かつ小型のレンズ鏡筒を実現することができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２は、切り欠き部の外周側に配置されるフォーカスリング８９を、さらに備えている。フォーカスリング８９は、被写体側から装着可能に構成されている。

このような構成により、フォーカスリング８９の内径を小さくすることができ、それに伴いフォーカスリング８９の外径を小さくすることができる。その結果、交換レンズユニット２の外径を小さくすることができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２では、調整機構５４が、本体部１５４をさらに有している。フォーカス主軸保持部５４ａは、フォーカス主軸５５の一端を保持する。

アーム部５４ｂは、本体部１５４とフォーカス主軸保持部５４ａとを連結する。フォーカス主軸５５の軸芯を基準として、フォーカス主軸保持部５４ａの軸芯が本体部１５４側に位置するように、フォーカス主軸保持部５４ａ及びアーム部５４ｂは形成される。

このような構成により、ネジ５４ｆがフォーカス主軸保持部５４ａを押圧するだけで、フォーカス主軸５５の位置を調整することができる。

また、本実施形態に係る交換レンズユニット２は、固定枠５０と、後枠５８と、前枠５７とを、さらに備えている。後枠５８は、結像面側において固定枠５０の外周部に装着される。前枠５７は、被写体側において固定枠５０の外周部に装着される。フォーカスリング８９は、後枠５８と前枠５７との間に配置される。

このような構成により、調整機構５４をフォーカスリング８９によって目隠しすることができ、且つフォーカスリング８９を安定的に回転させることができる。

さらに、本実施形態に係る交換レンズユニット２は、固定枠と、結像面側において固定枠５０の外周部に装着される後枠５８とを、さらに備えている。後枠５８を基準として、光軸方向の被写体側において、ネジ５４ｆはフォーカス主軸保持部５４ａ及びアーム部５４ｂを押圧する。

このような構成により、交換レンズユニット２を組み立てた状態（前枠５７やフォーカスリング８９を除く）で、フォーカス主軸５５の位置を、調整機構５４によって調整することができる。

［他の実施形態］
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正及び変更が可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

（１）
前述の実施形態では、デジタルカメラ１が静止画の撮影及び動画の撮影が可能である場合の例を示したが、デジタルカメラ１は、静止画撮影のみ、あるいは動画撮影のみ可能であるカメラであってもよい。

（２）
前述のデジタルカメラ１は、クイックリターンミラーを有していないが、従来の一眼レフカメラのように、クイックリターンミラーを搭載していてもよい。また、デジタルカメラ１は、レンズ鏡筒とカメラ本体が一体であってもよい。

（３）
光学系Ｌの構成は前述の実施形態に限定されない。例えば、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４は接合されていなくてもよい。また、光学系Ｌは、焦点距離が変更可能なズームレンズであってもよい。フォーカスレンズは、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５だけでなく、光学系Ｌ全体であってもよい。

（４）
前述の実施形態では、付勢バネ９８は、１つの引っ張りコイルバネまたは圧縮コイルバネであり、その中心が光軸ＡＺと平行になるように配置している。これに代えて、複数の付勢バネを、その中心が光軸ＡＺに対して傾斜するように、配置してもよい。また、必ずしもコイルバネに限定する必要はない。また、当接部５２ｄとナット６１との光軸方向の配置を逆にし、付勢バネ９８は、フォーカス可動ユニット９４を後ろ側に付勢してもよい。

（５）
前述の実施形態では、デジタルカメラ１が、コントラスト式オートフォーカスで動作している場合の例を示した。しかし、デジタルカメラ１が、位相差式のオートフォーカスで動作してもよい。

（６）
前述の実施形態では、アーム部５４ｂが１本の場合の例を示したが、アーム部５４ｂの本数は複数であってもよい。また、アーム部５４ｂが、本体部１５４とフォーカス主軸保持部５４ａとに一体に形成される場合の例を示したが、アーム部５４ｂは、本体部１５４及びフォーカス主軸保持部５４ａと別体で形成されてもよい。

ここに開示された技術は、撮像装置等のレンズ鏡筒として有用である。

１ デジタルカメラ
２ 交換レンズユニット
３ カメラ本体３
４ ボディーマウント
２５ 電源スイッチ
４０ レンズマイコン
４２ 駆動制御部
５０ 固定枠
５０ａ、５０ｂ 切り欠き部
５１ 第１レンズ保持枠
５２ 第２レンズ保持枠
５２ａ、５２ｂ ガイド穴
５２ｃ 回転規制部
５２ｅ 第１爪部
５２ｄ 当接部
５３ 第３レンズ保持枠
５３ａ 主軸保持部
５４ 調整機構
５４ａ フォーカス主軸保持部
５４ｂ アーム部
５４ｃ 第１穴
５４ｄ 第２穴
５４ｅ 第２爪部
５４ｆ ネジ
５５ フォーカス主軸
５６ フォーカス副軸
５７ 前枠
５８ 後枠
６０ フォーカスモータユニット
６０ａ フォーカスモータ板金
６０ｂ ステッピングモータ
６０ｃ スクリュー
６１ ナット
６２ 絞りユニット
６２ａ 絞り駆動モータ
７１ レンズ支持機構
７２ フォーカス調整ユニット
７３ 絞り調整ユニット
８８ フォーカスリングユニット
８９ フォーカスリング
９４ フォーカス可動ユニット
９５ レンズマウント
９８ 付勢バネ

Claims (9)

1. 撮像光学系を有するレンズ鏡筒であって、
   被写体からの光を集光する第１レンズと、
   光軸方向に移動する第２レンズと、
   前記第２レンズを前記光軸方向に案内する案内軸と、
   前記第２レンズを前記案内軸に沿って移動させる駆動手段と、
   前記案内軸の一端を保持し且つ弾性変形可能な弾性部と、前記弾性部を前記光軸に食い違う方向に押圧する押圧部とを有し、前記押圧部が前記弾性部を押圧することによって前記案内軸の位置を調整する調整機構と、
   前記案内軸の他端を保持するベース枠と、
   を備え、
   前記光軸を基準とした円周方向において、前記駆動手段の少なくとも一部が、前記案内軸に重なるように、配置されており、
   前記光軸を基準とした半径方向において、前記調整機構の少なくとも一部が、前記第１レンズに重なるように、配置されており、
   前記押圧部の押圧方向に定義される押圧軸は、前記駆動手段から離れた位置に、設定されている、
   レンズ鏡筒。
2. 前記光軸に食い違う方向は、前記光軸に食い違う第１方向と、前記光軸及び前記第１方向とに食い違う第２方向とから、構成されており、
   前記押圧部は、前記第１方向に前記弾性部を押圧する第１押圧部材と、前記第２方向に前記弾性部を押圧する第２押圧部材とを、有している、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記撮像光学系の結像面側に配置される第３レンズ、
   をさらに備え、
   前記第３レンズは、前記ベース枠に保持されている、
   請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１レンズを保持する第１レンズ保持枠と、
   前記第２レンズを保持する第２レンズ保持枠と、
   前記第１レンズ保持枠及び前記ベース枠を保持する固定枠と、
   をさらに備える請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
5. 前記固定枠は、光軸を中心とする略円筒形状の壁部を、有し、
   前記壁部には、前記押圧軸と交わる位置に切り欠き部が形成されている、
   請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記切り欠き部の外周側に配置される円筒部材、
   をさらに備え、
   前記円筒部材は、被写体側から装着可能に構成されている、
   請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記調整機構は、本体部をさらに有し、
   前記弾性部は、前記案内軸の一端を保持する保持部と、前記本体部と前記保持部とを連結する連結部とを、有し、
   前記案内軸の軸芯を基準として、前記保持孔の軸芯が前記本体部側に位置するように、前記弾性部は形成される、
   請求項１〜６のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
8. 固定枠と、
   結像面側において前記固定枠の外周部に装着される第１枠部材と、
   被写体側において前記固定枠の外周部に装着される第２枠部材と、
   をさらに備え、
   前記円筒部材は、前記第１枠部材と前記第２枠部材との間に配置される、
   請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
9. 固定枠と、
   結像面側において前記固定枠の外周部に装着される第１枠部材、
   をさらに備え、
   前記第１枠部材を基準として、前記光軸方向の被写体側において、前記押圧部は前記弾性部を押圧する、
   請求項１〜８のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
   
   

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