JP2012194370A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的に大きな負荷がかかることが抑制されたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することを課題とする。
【解決手段】レンズ鏡筒は、光学系を保持する第１保持枠と、前記第１保持枠を保持する第２保持枠と、前記第１保持枠と前記第２保持枠との間に配置された波板バネと、前記第１保持枠を前記波板バネに向けて押すことにより前記第１保持枠を前記第２保持枠に対して位置決めする位置決め部と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

特許文献１には、レンズ鏡筒に設けられた光学系の位置を調整する技術が開示されている。

特開２００７−２９８８６４号公報

光学系を保持する保持枠の位置を、複数の調整ネジとコイルバネとにより調整する場合がある。しかしながら、このような部材により保持枠の位置を調整すると、保持枠に対して局所的に大きな負荷がかかるおそれがある。

そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、局所的に大きな負荷がかかることが抑制されたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段により上記課題を解決する。尚、理解を容易にするために本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

本実施例のレンズ鏡筒は、光学系（１２１ｂ）を保持する第１保持枠（３０）と、前記第１保持枠を保持する第２保持枠（１０）と、前記第１保持枠と前記第２保持枠との間に配置された波板バネ（２０）と、前記第１保持枠を前記波板バネに向けて押すことにより前記第１保持枠を前記第２保持枠に対して位置決めする位置決め部（１１ａ、１１ｂ）と、を備えている。

撮像装置は、上記のレンズ鏡筒を備えている。

本発明によれば、負荷が局所的に集中することが抑制されたレンズ鏡筒及び撮像装置を提供できる。

図１は、レンズ鏡筒の内部構成を示した図である。 図２は、保持枠の断面図である。 図３は、光軸を含む平面での保持枠の断面図である。 図４は、波板バネ周辺の構造を示した拡大図である。 図５は、保持枠と波板バネとの分解斜視図である。 図６Ａ、６Ｂは、波板バネの変形の説明図である。 図７は、本実施例に対する比較例の説明図である。 図８は、本実施例の変形例の説明図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に関わる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段であるとは限らない。

図１は、レンズ鏡筒１の内部構成を示している。レンズ鏡筒１は、光学装置の一例である。図１において、詳しくは後述する保持枠１０、３０をハッチングして示している。図１に示すように、レンズ鏡筒１は、第１から４のレンズ群を備える。レンズ１１１ａ〜１１１ｄは、第１レンズ群に相当する。レンズ１２１ａ、１２１ｂは第２レンズ群に相当する。レンズ１３１ａ、１３１ｂは第３レンズ群に相当する。レンズ１４１ａ、１４１ｂは第４レンズ群に相当する。レンズ１１１ａは保持枠１１２ａに保持され、レンズ１１１ｂ〜１１１ｄは保持枠１１２ｂに保持されている。レンズ１２１ａは、保持枠１２２に保持されている。レンズ１２１ｂは保持枠３０に保持されている。レンズ１３１ａ、１３１ｂは保持枠１３２に保持され、レンズ１４１ａ、１４１ｂは保持枠１４２に保持されている。

レンズ鏡筒１は、カメラボディ等の撮像装置に固定される固定筒１４０と、固定筒１４０に収容されたカム筒１５０とを備えている。カム筒１５０は、固定筒１４０の内周面と光軸ＯＰ周りに回転自在に嵌合している。カム筒１５０の内周側には、第１〜第４レンズ群と、保持枠１１２ａ、１１２ｂ、１３２、１４２とが配置されている。

保持枠１１２ｂ、１２２、３０、１３２、１４２は、それぞれ、連結部材１１６、１２６、保持枠１０、連結部材１３６、１４６に結合されている。連結部材１１６、１２６、１３６、１４６、保持枠１０は、カム筒１５０の内周面に、光軸周りに回転自在に嵌合した円筒状の部材である。尚、連結部材１２６は、保持枠１０の内周側に連結されている。保持枠１１２ａは、保持枠１１２ｂに結合されている。

保持枠１０、１３６、１４６の、カム筒１５０の内周面に当接する外周面には、それぞれカムピン１１、１３８、１４８が結合されている。また、連結部材１１６にも、図示していないがカムピンが結合されている。一方、カム筒１５０には、カムピン１１等がそれぞれ挿入される複数のカム溝が形成されている。カム筒１５０が光軸ＯＰ周りに回転することにより、カムピン１１等がカム溝から光軸ＯＰの方向に押され、保持枠１０、連結部材１３６、１４６が光軸ＯＰの方向に移動する。

第２レンズ群の外周側には、フォーカス環１７０が配されている。フォーカス環１７０は、光軸周りに回転自在に固定筒１４０及び第１外固定筒２００と嵌合している。第４レンズ群の外周側には、ズーム環１８０が配されている。ズーム環１８０は、光軸周りに回転自在に第１外固定筒２００及び第２外固定筒２０１と嵌合している。

第２レンズ群の一のレンズ１２１ｂは、光軸ＯＰの位置を調整可能な調芯レンズである。詳細は後述するが、調芯レンズとしてのレンズ１２１ｂを保持する保持枠３０の外周面には、光軸ＯＰと直交する方向（以下、径方向と称する）に進退可能な複数の調整ネジ１１ａ、１１ｂと、が当接されている。

フォーカス環１７０には、貫通孔１７５が形成されている。固定筒１４０にも、貫通孔１７５に対応する位置に不図示の貫通孔が形成されている。これら貫通孔は、調整ネジ１１ａ、１１ｂを調整するための工具を挿入するためのものである。

図２は、保持枠１０、３０の断面図である。保持枠３０は、レンズ１２１ｂを保持している。保持枠３０は、レンズ１２１ｂの光軸ＯＰの方向から見た場合に略円形である。保持枠１０は、保持枠３０の外周側に配置されている。保持枠１０、３０の間に波板バネ２０が配置されている。

保持枠１０には、調整ネジ１１ａ、１１ｂが保持されている。保持枠１０には、調整ネジ１１ａ、１１ｂがそれぞれ螺合したネジ孔１２ａ、１２ｂが形成されている。調整ネジ１１ａ、１１ｂには、それぞれレンチを挿入可能な穴が設けられている。調整ネジ１１ａ、１１ｂは、保持枠１０の内側に突出している。調整ネジ１１ａ、１１ｂは、それぞれネジ孔１２ａ、１２ｂとの螺合量を調整することにより、保持枠１０からの突出量を調整できる。調整ネジ１１ａ、１１ｂは、レンズ１２１ｂの径方向、即ち保持枠３０へ進退可能に保持枠１０に支持されている。

調整ネジ１１ａ、１１ｂは、図２に示すように光軸ＯＰ周りに略９０度の間隔を有して配置されているが、このような配置に限定されない。調整ネジ１１ａの軸線Ａａと調整ネジ１１ｂの軸線Ａｂとは略直交している。また、図２においては、レンズ１２１ｂの光軸ＯＰが軸線Ａａ、Ａｂの交点を通過しているが、調整ネジ１１ａ、１１ｂの位置を調整することにより、光軸ＯＰが軸線Ａａ、Ａｂの交点からずれる場合がある。

調整ネジ１１ａ、１１ｂは、それぞれ、保持枠３０の外周面に形成された被押圧面３２ａ、３２ｂに当接している。被押圧面３２ａ、３２ｂは、光軸ＯＰの方向から見て平面である。

レンズ１２１ｂの光軸ＯＰの方向から見て、保持枠３０は、調整ネジ１１ａ、１１ｂと、波板バネ２０とにより挟まれている。即ち、波板バネ２０は、軸線Ａａ、Ａｂの間の領域であって光軸ＯＰを介して調整ネジ１１ａ、１１ｂと対向する領域に配置されている。

波板バネ２０は、保持枠３０が調整ネジ１１ａ、１１ｂに押し付けられるように保持枠３０を付勢している。具体的には、波板バネ２０は、調整ネジ１１ａ、１１ｂの間の方向Ｄに向けて保持枠３０を付勢している。これにより、保持枠３０がレンズ１２１ｂの径方向に位置決めされる。従って、調整ネジ１１ａ、１１ｂは、保持枠３０を保持枠１０に対して位置決めしている。尚、図２においては、波板バネ２０を保持枠１０に固定する機構については省略してある。

波板バネ２０は、波状に湾曲した金属製の板バネである。波板バネ２０は、保持枠３０の外周面に当接した４つの頂部２１ｔ、保持枠１０の内周面に当接した３つの谷部２１ｂ、を有している。詳細には、頂部２１ｔは、保持枠３０の曲面３２ｃに当接し、谷部２１ｂは、保持枠１０の曲面１２ｃに当接している。保持枠３０の曲面３２ｃと保持枠１０の曲面１２ｃとは、波板バネ２０を介して対向している。頂部２１ｔや谷部２１ｂの数は上記に限定されない。波板バネ２０は、光軸ＯＰ周りに略９０°にわたって延びている。

図３は、光軸ＯＰを含む平面での保持枠１０、３０の断面図である。保持枠１０、３０には、それぞれ、波板バネ２０を保持するための溝１４、３４が形成されている。溝１４、３４は、それぞれ、保持枠１０の内周部、保持枠３０の外周部に形成されている。溝１４、３４は、それぞれ、保持枠１０、３０の周方向に延びている。波板バネ２０が、溝１４、３４内で保持されることにより、波板バネ２０の位置が光軸ＯＰの方向にずれることを防止している。

次に、波板バネ２０周辺の保持枠１０の構造について詳細に説明する。図４は、波板バネ２０周辺の構造を示した拡大図である。波板バネ２０は、保持枠１０に固定されている。波板バネ２０の第１端部２２は、ネジＮ２とナットＮＴとにより保持枠１０に固定され、波板バネ２０の第２端部２３は、ネジＮ３とリング状のカラーＣとにより保持枠１０に固定されている。

図５は、保持枠１０と波板バネ２０との分解斜視図である。波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３は、波状ではなく、保持枠１０の溝１４に沿うように若干湾曲している。波板バネ２０の第１端部２２側には長孔２４が形成され、第２端部２３側には長孔２５が形成されている。長孔２４、２５は、波板バネ２０の長手方向に延びている。

保持枠１０には、ネジＮ２、Ｎ３にそれぞれ螺合するネジ孔１６、１７が形成されている。ネジ孔１６、１７は、溝１４内を貫通している。ネジＮ２は保持枠１０の外側からネジ孔１６に螺合し、ネジＮ３は保持枠１０の内側からネジ孔１７に螺合している。

次に、波板バネ２０の保持枠１０への固定方法について説明する。作業者は、長孔２５とネジ孔１７との位置を対応させて、カラーＣを介してネジＮ３をネジ孔１７に螺合させることにより、波板バネ２０の第２端部２３は保持枠１０に固定する。この際、カラーＣは長孔２５の内縁に対して相対的にスライド可能である。従って、波板バネ２０の第２端部２３は長孔２５の長さの分だけスライド可能に固定される。次に、作業者は、長孔２４とネジ孔１６との位置を対応させて、ネジＮ２をネジ孔１６、ナットＮＴの孔Ｈに螺合させることにより、波板バネ２０の第１端部２２は保持枠１０に仮固定させる。ここで仮固定とは、波板バネ２０が保持枠１０の内周面に向けて押圧された場合に、波板バネ２０の第１端部２２が溝１４に沿ってスライド可能な程度の強さで固定されていることを意味する。従って、この状態においては、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３は、所定範囲だけ溝１４に沿ってスライド可能である。

この状態で、作業者は、保持枠１０内に保持枠３０を配置する。次に、作業者は、調整ネジ１１ａ、１１ｂの螺合量を調整して、保持枠１０に対する保持枠３０の位置を調整する。この際、波板バネ２０は保持枠１０、３０により圧縮されて長手方向に伸び、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３は溝１４内をスライドする。保持枠３０を所望の位置に調整し終わると、作業者はネジＮ２を強く締めて波板バネ２０の第１端部２２を保持枠１０に固定する。これにより、波板バネ２０の第１端部２２の位置は保持枠１０に固定される。このようにして、波板バネ２０は保持枠１０に固定される。波板バネ２０が保持枠１０に固定されることにより、保持枠３０の位置の調整後に保持枠３０の位置がずれることが抑制される。

尚、上述したように、波板バネ２０の第２端部２３は長孔２５の長さの分だけスライド可能に固定される。このため、例えば、波板バネ２０の第１端部２２を保持枠１０に固定した後に調整ネジ１１ａ又は１１ｂを保持枠３０から離れるように移動させた場合には、波板バネ２０の第２端部２３は保持枠１０に対してスライドして波板バネ２０は長手方向に縮む。これにより保持枠３０は、縮んだ波板バネ２０により調整ネジ１１ａ又は１１ｂ側に付勢される。

尚、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３の双方を固定した場合のバネ定数は、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３の双方を固定しない場合でのバネ定数に比べて３０〜６０倍に増加する。また、ネジＮ３とカラーＣの代わりに、これらが一体に形成された段付きビスを用いてもよい。

図６Ａ、６Ｂは、波板バネ２０の変形の説明図である。図６Ａは、自然の状態での波板バネ２０を示しており、図６Ｂは、圧縮された状態での波板バネ２０を示している。図６Ａ、６Ｂでは、波板バネ２０、保持枠１０、３０について展開して示している。波板バネ２０は、外部から力が作用していない自然の状態では、全体として湾曲せずに一方向に伸びている。

複数の頂部２１ｔと保持枠３０とが当接し、複数の谷部２１ｂと保持枠１０とが当接して、波板バネ２０が厚み方向に圧縮される。これにより、波板バネ２０は長手方向に伸びる。よって、隣接する頂部２１ｔ間の距離、隣接する谷部２１ｂ間の距離も長くなる。

このように、保持枠１０、３０が波板バネ２０により押圧される点が複数箇所あるので、波板バネ２０の付勢力が保持枠１０、３０に局所的に集中しない。これにより、保持枠１０、３０の変形や耐久性の低下などが防止できる。

また、上述したように、波板バネ２０が厚み方向に圧縮されることにより、隣接する頂部２１ｔ間の距離、隣接する谷部２１ｂ間の距離も長くなる。このため、波板バネ２０により押圧される保持枠１０の押圧点間の距離も長くなり、同様に、波板バネ２０により押圧される保持枠３０の押圧点間の距離も長くなる。このため、保持枠１０、３０に対して局所的に大きな負荷がかかるのを抑制できる。

図７は、本実施例に対する比較例の説明図である。保持枠１０ｘには、ピン１８ａ、１８ｂが固定されている。具体的には、ピン１８ａ、１８ｂは、保持枠１０ｘに形成された２つの孔にそれぞれ固定されている。ピン１８ａ、１８ｂの先端には、それぞれコイル状のバネ１９ａ、１９ｂが連結されている。バネ１９ａ、１９ｂは、それぞれ保持枠３０ｘの凹部３４ａ、３４ｂに当接している。バネ１９ａ、１９ｂは、保持枠３０ｘを、それぞれ調整ネジ１１ａ、１１ｂに向けて付勢している。比較例においては、保持枠３０ｘが付勢されている点は２点である。従って、例えばバネ１９ａ、１９ｂの付勢力が大きい場合には、保持枠３０ｘに対して局所的に大きな負荷がかかり、保持枠３０ｘが変形するおそれがある。このため、付勢力の小さいバネ１９ａ、１９ｂしか採用できないという制限があった。

しかしながら、上述したように本実施例においては、保持枠３０が付勢されている点は４点である。従って、保持枠１０、３０に対して局所的に大きな負荷がかかることを抑制している。また、これにより、波板バネ２０全体が保持枠３０に及ぼす付勢力の合計が比較的大きい場合であっても、波板バネ２０は複数箇所で保持枠３０に当接しているので、保持枠３０に対して局所的に大きな負荷がかかることが抑制される。同様に、保持枠１０に対しても、局所的に大きな負荷がかかることが抑制される。

また、図７に示すように比較例では、保持枠３０ｘの凹部３４ａ、３４ｂの底面は、平面である。この平面にバネ１９ａ、１９ｂが当接する。コイル状のバネ１９ａ、１９ｂを曲面に当接させると、保持枠３０ｘに作用するバネ１９ａ、１９ｂの付勢力の方向が不安定となるおそれがあるからである。従って、保持枠３０ｘでは、曲面状である保持枠３０ｘの外周側にこのような平面を形成している。

しかしながら、本実施例においては、保持枠３０の曲面３２ｃ、保持枠１０の曲面１２ｃに沿うように波板バネ２０全体は湾曲可能である。このため、保持枠３０に平面部分を形成しなくてもよい。

比較例では、調整ネジ１１ａに向けて保持枠３０ｘを付勢するバネ１９ａと、調整ネジ１１ｂに向けて保持枠３０ｘを付勢するバネ１９ｂとが個別に設けられている。本実施例では、単体の波板バネ２０により、保持枠３０を調整ネジ１１ａ、１１ｂの双方に向けて付勢している。このため、本実施例ではバネの部品点数が削減されている。

図８は、本実施例の変形例の説明図である。波板バネ２０ａは、６つの頂部２１ｔ、５つの谷部２１ｂ、を有している。また、波板バネ２０ａは、光軸ＯＰ周りに略１２０度にわたって延びている。保持枠３０に当接する頂部２１ｔの数が多いことにより、保持枠３０に局所的に大きな負荷がかかることが抑制されている。

図示はしていないが、例えば３つの頂部２１ｔ、２つの谷部２１ｂを有した波板バネを用いてもよい。保持枠３０に当接する波板バネの頂部２１ｔは、少なくとも３つあればよい。また、波板バネの少なくとも一部が、光軸ＯＰ方向から見た場合に、軸線Ａａ、Ａｂの間の領域であって光軸ＯＰを介して調整ネジ１１ａ、１１ｂと対向する領域に配置されていればよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

上記実施例においては、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３の双方を保持枠１０に固定したが、第１端部２２、第２端部２３の少なくとも一方を保持枠３０に固定してもよい。また、波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３の一方のみを、保持枠１０又は保持枠３０に固定してもよい。波板バネ２０の第１端部２２、第２端部２３の双方とも固定しなくてもよい。波板バネは、光軸周りに９０°未満の角度範囲にわたって延びていてもよい。

レンズ鏡筒を備えた撮像装置は、例えばスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話、望遠鏡等である。

調整される光学系は、最も被写体側に位置した光学系であってもよい。調整される光学系は、１枚のレンズであってもよいし、複数枚のレンズからなるレンズ群であってもよい。調整ネジは、３つ以上設けてもよい。

１ レンズ鏡筒
１０、３０ 保持枠
１１ａ、１１ｂ 調整ネジ
１２ｃ、３２ｃ 曲面
２０ 波板バネ
２１ｔ 頂部
２１ｂ 谷部
２２ 第１端部
２３ 第２端部
２４、２５ 長孔
１２１ｂ レンズ
Ａａ、Ａｂ 軸線
Ｃ カラー
Ｎ２、Ｎ３ ネジ
ＮＴ ナット
Ｃ カラー
ＯＰ 光軸

Claims (6)

1. 光学系を保持する第１保持枠と、
   前記第１保持枠を保持する第２保持枠と、
   前記第１保持枠と前記第２保持枠との間に配置された波板バネと、
   前記第１保持枠を前記波板バネに向けて押すことにより前記第１保持枠を前記第２保持枠に対して位置決めする位置決め部と、を備えたレンズ鏡筒。
2. 前記第１保持枠は、前記光学系の光軸方向から見た場合に略円形であり、
   前記第２保持枠は、前記第１保持枠の外周側に配置され、
   前記位置決め部は、前記第１保持枠へ進退可能に前記第２保持枠に支持された第１及び第２ネジである、請求項１のレンズ鏡筒。
3. 前記光学系の光軸方向から見た場合に、前記波板バネの少なくとも一部分は、前記第１ネジの第１軸線と前記第２ネジの第２軸線との間の領域であって前記光学系の光軸を介して前記第１及び第２ネジと対向する領域に配置されている、請求項２のレンズ鏡筒。
4. 前記波板バネの一端は、前記第１又は第２保持枠に固定されている、請求項１乃至３の何れかのレンズ鏡筒。
5. 前記第１保持枠は、第１曲面を有し、
   前記第２保持枠は、前記第１曲面に対向する第２曲面を有し、
   前記波板バネは、前記第１及び第２曲面に当接している、請求項１乃至４の何れかのレンズ鏡筒。
6. 請求項１乃至５の何れかのレンズ鏡筒を備えた撮像装置。

Images