JP2013130753A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】光学鏡筒を構成する筒部材の光軸方向長さを短くして光学鏡筒を小型化する。
【解決手段】光学鏡筒は、光学素子１，３を保持する保持部材２，４と、保持部材を光軸方向にガイドするガイド部が形成された第１の筒部材６と、第１の筒部材の外周に配置され、光軸回りにて第１の筒部材との相対回転が可能な第２の筒部材５とを有する。第２の筒部材には、保持部材を光軸方向に移動させるカム部５ａ，５ｂが形成され、第２の筒部材の外周部には、バヨネット係合部５ｃが形成されている。第１の筒部材の外周部には、該第１の筒部材の径方向の外側に延びるフランジ部６ｃが形成されているとともに、該フランジ部のうち周方向における複数の領域には、第２の筒部材の外周面に沿って光軸方向に延びるオーバーハング部６ｄと、該オーバーハング部から径方向の内側に延びて第２の筒部材のバヨネット係合部に係合するバヨネット突起部６ｅとが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器に搭載され、レンズ等の光学素子を光軸方向に移動させる光学鏡筒に関する。

光学鏡筒には、特許文献１に開示されているように、直進ガイド筒（第１の筒部材）の外周部に設けられた突起が、直進ガイド筒の外周に配置されたカム筒（第２の筒部材）の内周面に周方向に延びるよう形成された周方向溝部にバヨネット係合するものがある。直進ガイド筒とカム筒とは光軸回りにおいて相対回転が可能である。直進ガイド筒に光軸方向に延びるように形成された直進溝部（貫通溝部）とカム筒の内周面に形成されたカム溝部には、光学素子（実際にはこれを保持する保持部材）に設けられたカムフォロアが係合する。これにより、直進ガイド筒とカム筒とが相対回転すると、カムフォロアが直進溝部によって光軸方向にガイドされながらカム溝部のカムリフトによって光軸方向に移動され、光学素子（保持部材）が光軸方向に駆動される。

また、特許文献１には、直進ガイド筒の外周部に、カム筒の外周面に沿って光軸方向に延びる（すなわち、カム筒に対してオーバーハングする）オーバーハング部が開示されている。このオーバーハング部は、可変抵抗器（摺動抵抗）の被駆動部を保持して、可変抵抗器による直進ガイド筒の停止位置（焦点距離情報）を得るために設けられている。

特許第３５５９６３９号公報

しかしながら、特許文献１にて開示された光学鏡筒では、カム筒の内周面に形成された周方向溝部と、同じくカム筒の内周面に形成されたカム溝部との干渉を避ける必要がある。この干渉を避けるためには、一般にはカム筒の内周面において周方向溝部を形成する領域とカム溝部を形成する領域とを光軸方向で分ける必要がある。このため、カム筒の光軸方向の長さが増加し、光学鏡筒やこれを搭載する光学機器の光軸方向での大型化を招く。

また、周方向溝部をカム溝部が存在する部分で途切れるように形成してカム筒の光軸方向での長さを短くすることも可能である。しかし、周方向溝部が途切れた部分では、直進ガイド筒の突起（ガイド突起）が周方向溝部に係合しない。このため、直進ガイド筒とカム筒との間に光軸方向のガタが発生したり、これらの相対回転方向においてガイド突起が次の周方向溝部にスムーズに係合せず、動作不良を招いたりするおそれがある。

本発明は、第２の筒部材（カム筒）の光軸方向での長さを短くすることができ、全体として小型化が図られた光学鏡筒を有する光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学鏡筒は、光学素子を保持し、光軸方向に移動可能な保持部材と、該保持部材を光軸方向にガイドするガイド部が形成された第１の筒部材と、該第１の筒部材の外周に配置され、光軸回りにおいて第１の筒部材との相対回転が可能な第２の筒部材とを有する。該第２の筒部材には、該相対回転によって保持部材を光軸方向に移動させるカム部が形成されている。また、第２の筒部材の外周部には、バヨネット係合部が形成されている。第１の筒部材の外周部には、第１の筒部材の径方向の外側に延びるフランジ部が形成されているとともに、該フランジ部のうち周方向における複数の領域には、第２の筒部材の外周面に沿って光軸方向に延びるオーバーハング部と、該オーバーハング部から径方向の内側に延びて第２の筒部材のバヨネット係合部に係合するバヨネット突起部とが設けられていることを特徴とする。

なお、上記光学鏡筒を備えた光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明では、第２の筒部材の内周面にカム部を形成する一方、第２の筒部材の外周面にバヨネット係合部（例えば、周方向溝部）を形成し、第１の筒部材の外周部に壁部と、オーバーハング部と、バヨネット係合部に係合する係合部とをまとめて形成している。これにより、第２の筒部材の光軸方向長さを長くすることなく該第２の筒部材にカム部と周方向溝部とを形成することができ、小型の光学鏡筒、さらには小型の光学機器を実現できる。

本発明の実施例１である光学鏡筒の構成を示す斜視図。 実施例１の光学鏡筒の一部を構成する直進ガイド筒の斜視図。 上記直進ガイド筒の展開図。 直進ガイド筒の成形に用いられる金型の構成を示す図。 実施例１の光学鏡筒の一部の断面図。 実施例１の光学鏡筒を備えた本発明の実施例２である光学機器（撮像装置）の概略図。

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光学鏡筒（レンズ鏡筒）を分解して示している。１は光学素子としての第１レンズ群であり、被写体からの光を取り込んで光学素子としての第２レンズ群３に導く。２は１群鏡筒であり、第１レンズ群１を保持する保持部材である。１群鏡筒２の外周面の後端部（像面側の端部）における周方向３箇所には、円錐台形状のカムフォロア２ａと円筒形状の係合突起部２ｂとが同軸に形成されている。

第２レンズ群３は、第１レンズ群１からの光を、不図示の第３レンズ群に導く。第３レンズ群は、フォーカスレンズとして、不図示の撮像素子上に第２レンズ群３からの光を結像させる。第１レンズ群１、第２レンズ群３および第３レンズ群により撮影光学系が構成される。撮影光学系の光軸Ａが延びる方向を、光軸方向という。

４は２群保持枠であり、第２レンズ群３を保持する保持部材である。２群保持枠４の外周面における周方向３箇所には、円錐台形状のカムフォロア４ａと円筒形状の係合突起部４ｂとが同軸に形成されている。１群鏡筒２と２群保持枠４は光軸方向に移動可能である。また、２群保持枠４には、不図示のシャッタ機構や像振れ防止機構等の光学機構が取り付けられる場合がある。

５は第２の筒部材であるカム筒である。該カム筒５の内周面には、１群鏡筒２を光軸方向に移動させるためのカム部である１群カム溝部５ａと、２群保持枠４を光軸方向に移動させるためのカム部である２群カム溝部５ｂとが、周方向に３本ずつ形成されている。また、カム筒５の外周面の後端における周方向複数の領域（本実施例では３領域）には、該カム筒５の周方向に延びるバヨネット係合部としてのバヨネット溝部（周方向溝部）５ｃが形成されている。

６は第１の筒部材である直進ガイド筒である。図２には、直進ガイド筒６を拡大して示している。直進ガイド筒６には、光軸方向に延びて１群鏡筒２を光軸方向にガイドするガイド部としての第１直進ガイド溝部６ａと、光軸方向に延びて２群保持枠４を光軸方向にガイドするガイド部としての第２直進ガイド溝部６ｂがそれぞれ周方向に３本ずつ形成されている。第１直進ガイド溝部６ａと第２直進ガイド溝部６ｂはともに、直進ガイド筒６の周壁部を貫通するように形成されている。直進ガイド筒６（の周壁部）の外周には、上述したカム筒５が配置される。直進ガイド筒６とカム筒５は、光軸回りでの相対回転が可能である。

また、直進ガイド筒６の外周部の後端には、該直進ガイド筒６の径方向の外側に延びるとともに周方向に延びるフランジ部６ｃが形成されている。このフランジ部６ｃにおける周方向複数の領域（本実施例では３領域）には、光軸方向における前側に延びるオーバーハング部６ｄが形成されている。オーバーハング部６ｄは、直進ガイド筒６の外周にカム筒５が配置された状態で、該カム筒５の外周面に沿って延びる（すなわち、カム筒５に対してオーバーハングする）。

さらに、３つのオーバーハング部６ｄの前端には、該オーバーハング部６ｄから径方向の内側に延びるとともに周方向に延びるバヨネット爪部（バヨネット突起部）６ｅが形成されている。

カム筒５に対して直進ガイド筒６を組み付ける際には、３つのバヨネット爪部６ｅの位相をカム筒５の３つのバヨネット溝部５ｃの間の溝５ｄの位相に一致させ、バヨネット爪部６ｅを溝５ｄ内を通過させる。そして、カム筒５と直進ガイド筒６を相対回転させると、カム筒５のバヨネット溝部５ｃ内に直進ガイド筒６のバヨネット爪部６ｅが挿入され、バヨネット溝部５ｃ（の前面および後面）とバヨネット爪部６ｅとが光軸方向にて係合する。

図５には、このようにして組み付けられたカム筒５と直進ガイド筒６の断面を示している。カム筒５と直進ガイド筒６は、バヨネット溝部５ｃとバヨネット爪部６ｅとが光軸方向にて係合することで、光軸回りでの相対回転が許容された状態で光軸方向への相対変位が阻止される。

また、カム筒５と直進ガイド筒６とが組み付けられた状態で、直進ガイド筒６の内周には１群鏡筒２と２群保持枠４が挿入される。このとき、１群鏡筒２の３つのカムフォロア２ａはカム筒５の３本の１群カム溝部５ａに係合し、２群保持枠４の３つのカムフォロア４ａはカム筒５の３本の２群カム溝部５ｂに係合する。また、１群鏡筒２の３つの係合突起部２ｂは直進ガイド筒６の第１直進ガイド溝部６ａに係合し、２群保持枠４の３つの係合突起部４ｂは直進ガイド筒６の第２直進ガイド溝部６ｂに係合する。

この状態で、カム筒５は不図示のアクチュエータ（ステッピングモータ等）によって回転される。これにより、１群鏡筒２と２群保持枠４はそれぞれ、第１および第２直進ガイド溝部６ａ，６ｂにより光軸方向にガイドされながら、１群および２群カム溝部５ａ，５ｂのカムリフトによって光軸方向に移動される。こうして、撮影光学系のズーミングが行われる。

図２において、６ｆは直進ガイド筒６の外周面における前側の周方向３領域に該外周面から突出するように形成された第１の受け部である。また、６ｇは直進ガイド筒６の外周面における後側の周方向３領域に該外周面から突出するように形成された第２の受け部である。これら複数（３つずつ）の第１および第２の受け部６ｆ，６ｇは、カム筒５の内周面を受けて支えるための面として機能する。

実際には、第１および第２の受け部６ｆ，６ｇは、金型による直進ガイド筒６の成形に際して、カム筒５の内周面の径に対する直進ガイド筒６の外周面の径の精度を高めるための径補正部として形成されたものである。第１および第２の受け部６ｆ，６ｇは、直進ガイド筒６の外周面に対して０．３ｍｍ程度の突出量を有する。

径補正部とは、金型の作成後にサンプルとしての直進ガイド筒の成形を行い、その成形品の寸法を実測しながら金型を調整して、カム筒５の内周面の径に対する直進ガイド筒６の外周面の径の精度を高める。これにより、直進ガイド筒６とカム筒５との径方向の係合がたをほとんどなくすることができる。

図３には、直進ガイド筒６の外周面を平面に展開して示している。この図では、第２の受け部（複数の受け部のうち一部の受け部）６ｇをハッチングして示している。この図からも分かるように、第２の受け部６ｇは、前述したオーバーハング部６ｄおよびバヨネット爪部６ｅと径方向にて重なる領域内（言い換えれば、オーバーハング部６ｄおよびバヨネット爪部６ｅを径方向外側から外周面に投影した領域内）に形成されている。これは以下の理由による。

図４には、直進ガイド筒６を射出成形により成形するための金型の構成を示している。７０１は外径スライド型であり、直進ガイド筒６の外周面、フランジ部６ｃ、オーバーハング部６ｄの外周面およびバヨネット爪部６ｅの前端面とともに第１の受け部６ｆを成形し、径方向外側に離型される。

７０３は可動側（もしくは固定側）の金型であり、直進ガイド筒６の前端面を成形し、光軸方向に離型される。７０２は固定側（もしくは可動側）の金型であり、直進ガイド筒６の後端面を成形するとともに、その突出部７０２ａにより、オーバーハング部６ｄの内周面、バヨネット爪部６ｅの後端面および内周面、さらに第２の受け部６ｇを成形する。金型７０２は、光軸方向に離型される。このとき、フランジ部６ｃにおけるオーバーハング部６ｄよりも径方向内側の部分には、突出部７０２ａによって形成された光軸方向にてフランジ部６ｃを貫通する開口６ｋが残される。７０４は直進ガイド筒６の内周面を成形するための金型であり、光軸方向に離型される。

ここで、第２の受け部６ｇを外径スライド型で成形するためには、図３にて細かいハッチングで示した領域６ｈに第２の受け部６ｇを配置する必要がある。しかし、この領域６ｈに第２の受け部６ｇを配置すると、カム筒５の後端側において直進ガイド筒６との十分な当接面積を確保できず、これらの安定的な相対回転を保証できない。例えば、カム筒５の内周面に形成されたカム溝部がこの領域６ｈに対向したときに、該領域６ｈに形成された第２の受け部６ｇがカム溝部に嵌り込んで直進ガイド筒６とカム筒５との径方向の係合がたを生じさせたりスムーズな相対回転を阻害したりする。

また、直進ガイド筒６との十分な当接面積を確保するために、オーバーハング部６ｄよりも前側に第２の受け部６ｇを形成することも可能である。しかし、この場合、第２の受け部６ｇと第１の受け部６ｆとの間の光軸方向距離が短くなるため、カム筒５の直進ガイド筒６に対する倒れを生じさせるおそれがある。この結果、第１および第２レンズ群１，３の光軸に対する倒れを生じさせる等、光学性能の低下を招く。

したがって、本実施例では、第２の受け部６ｇをオーバーハング部６ｄおよびバヨネット爪部６ｅと径方向にて重なる領域内に、光軸方向に離型する金型７０２によって成形することとしている。これにより、カム筒５と直進ガイド筒６との径方向の係合がたをなくし、これらのスムーズな相対回転を確保し、さらには高い光学性能を達成している。

図６には、上記実施例１の光学鏡筒を用いたデジタルスチルカメラ（撮像装置）を示している。

図６において、２０はカメラ本体、２１は撮影光学系、２２はカメラ本体２０に内蔵され、撮影光学系２１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）である。

２３は撮像素子２２によって光電変換された被写体像に対応する情報を記録するメモリ、２４は液晶ディスプレイパネル等によって構成され、撮像素子２２上に形成された被写体像を観察するためのファインダである。

このように実施例１の光学鏡筒を撮像装置に適用することにより、高い光学性能を有する撮像装置を実現することができる。

なお、本実施例では撮像装置に実施例１の光学鏡筒を用いた場合について説明したが、本発明の光学鏡筒は、交換レンズや、双眼鏡、望遠鏡等の観察機器といった撮像装置以外の光学機器にも用いることができる。

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。

撮像装置等の光学機器に用いられる小型で光学性能の高い光学鏡筒を提供できる。

１ 第１レンズ群
２ １群鏡筒
３ 第２レンズ群
４ ２群保持枠
５ カム筒
６ 直進ガイド筒

Claims (5)

1. 光学素子を保持し、光軸方向に移動可能な保持部材と、
   前記保持部材を前記光軸方向にガイドするガイド部が形成された第１の筒部材と、
   該第１の筒部材の外周に配置され、光軸回りにおいて前記第１の筒部材との相対回転が可能な第２の筒部材とを有し、
   該第２の筒部材には、前記相対回転によって前記保持部材を前記光軸方向に移動させるカム部が形成され、
   前記第２の筒部材の外周部には、バヨネット係合部が形成されており、
   前記第１の筒部材の外周部には、前記第１の筒部材の径方向の外側に延びるフランジ部が形成されているとともに、該フランジ部のうち前記周方向における複数の領域には、前記第２の筒部材の外周面に沿って前記光軸方向に延びるオーバーハング部と、該オーバーハング部から前記径方向の内側に延びて前記第２の筒部材の前記バヨネット係合部に係合するバヨネット突起部とが設けられていることを特徴とする光学鏡筒。
2. 前記第１の筒部材の外周面における互いに前記光軸方向において離れた複数の領域に、該外周面から突出して前記第２の筒部材の内周面に当接する複数の受け部が形成されており、
   前記複数の受け部のうち一部の受け部が、前記オーバーハング部に前記径方向にて重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学鏡筒。
3. 前記受け部は、前記第１の筒部材を金型を用いて成形する際の径補正部であることを特徴とする請求項２に記載の光学鏡筒。
4. 前記フランジ部の前記複数の部分には、前記光軸方向に貫通する開口が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学鏡筒。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光学鏡筒を有することを特徴とする光学機器。