JP2015036746A - レンズ鏡筒、及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】安定した光学性能を有するレンズ鏡筒、撮像装置の提供。
【解決手段】支持部に支持された案内軸と、案内軸と摺動可能に嵌合する第1の嵌合部を有し、第1の光学部材を保持する第1の保持部材と、案内軸と摺動可能に嵌合する第2の嵌合部を有し、第2の光学部材を保持する第2の保持部材と、案内軸に対する前記第1の光学部材の光軸の傾きの方向と、案内軸に対する前記第2の光学部材の光軸の傾きの方向とが同じ方向となるように、第1の保持部材および前記第2の保持部材を付勢してガタ寄せする付勢部とを備えるレンズ鏡筒、および撮像装置。
【選択図】図3

Description

本発明は、レンズ鏡筒、及び撮像装置に関する。
撮像装置に用いられるレンズ鏡筒において、複数のレンズをガイドバーで支持するレンズ鏡筒が知られている。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開平06−174998号公報
上記レンズ鏡筒において、ガイドバーとレンズ保持部材との嵌合部には、摺動のための隙間が存在する。その隙間のガタ寄せの方向が変わると各レンズのティルト方向が変動するので、安定した光学性能が得られない。
本発明の第一態様として、支持部に支持された案内軸と、案内軸と摺動可能に嵌合する第1の嵌合部を有し、第1の光学部材を保持する第1の保持部材と、案内軸と摺動可能に嵌合する第2の嵌合部を有し、第2の光学部材を保持する第2の保持部材と、案内軸に対する第1の光学部材の光軸の傾きの方向と、案内軸に対する第2の光学部材の光軸の傾きの方向とが同じ方向となるように、第1の保持部材および第2の保持部材を付勢してガタ寄せする付勢部とを備えるレンズ鏡筒が提供される。
本発明の第二態様として、上記レンズ鏡筒を備える撮像装置が提供される。
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
レンズ鏡筒100の断面図である。 固定筒140およびカム筒150の関係を示す斜視図である。 図2の上面から見たレンズ鏡筒100の部分的な平面図である。 図3のレンズ枠165の拡大図である。 他のレンズ鏡筒100の部分的な平面図である。 レンズ鏡筒を備えた撮像装置300を模式的に示す図である。
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係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に必須であるとは限らない。
図1はレンズ鏡筒100を、光軸を含む平面で切った断面図である。また、図1の上側は第1群110が後退した状態を、図1の下側は第1群110が前進した状態を示す。
レンズ鏡筒100は、その光軸Cに対して同軸に配置された固定筒140、カム筒150、摺動筒116およびズームリング120を備える。固定筒140は、図中で右側に当たる後端にマウント部144を有する。マウント部144は、カメラ等のボディに設けられたマウントと嵌合して、固定筒140を支持する。
また、固定筒140は,図中で左側に当たる前端近傍において、外周側に一対の案内軸142を備える。両端を支持部である固定筒140に支持された案内軸142は光軸と平行に配される。更に、固定筒140および案内軸142の間には、固定筒140の外周面に沿ってカム筒150が配される。
一方、案内軸142の外側には、摺動筒116が配される。摺動筒116は、レンズ鏡筒100の径方向内側に向かって延在する二つの嵌合部118と単一のU溝119とを有する。図示の例では、嵌合部118およびU溝119は、案内軸142に沿って配置される。嵌合部118およびU溝119の各々は、案内軸142に嵌合する。これにより、摺動筒116は、案内軸142に案内されて、光軸Cに平行な方向に沿って移動する。
摺動筒116は、外面に雄リード113を有する。雄リード113は、リードリング114の内周面の雌リードに係合する。これにより、リードリング114は、摺動筒116とともに光軸Cに平行な方向に沿って移動し、フォーカシングを行う。
リードリング114は、摺動筒116の外側で、案内軸142の前方まで延在して、レンズ枠112を内側に保持する。レンズ枠112は前玉111を保持する。このような構造により、摺動筒116の移動に伴って、前玉111も移動する。なお、前玉111は、単一のレンズとは限らず、複数のレンズを組み合わせたレンズ群であり得る。
リードリング114の外側には、ズームリング120が配される。ズームリング120にはユーザにより捕まれる滑り止め122が配される。ズームリング120には径方向内側に向かって延在する係止突起124が設けられており、係止突起124とカム筒150の係合部156とは回転方向に係止されている。
なお、ズームリング120の後端と固定筒140のマウント部144との間は、カバー部146により覆われて、レンズ鏡筒100の内部への塵芥等の侵入を防止する。カバー部146は、固定筒140に対して固定されており回転しない。
レンズ鏡筒100はさらに第2群160および第3群170を有する。また、レンズ鏡筒100は、両端を支持部である固定筒140に支持されることにより光軸に平行に配された一対の案内軸161、163を有する。
第2群160は、絞り部164と、第1の光学部材であるレンズ166と、レンズ166の振動を補正する振動補正部162と、振動補正部162を介してレンズ166を保持する第1のレンズ保持部材であるレンズ枠165とを有する。レンズ枠165は、案内軸161に摺動可能に嵌合する丸穴が設けられた嵌合部167を有する。嵌合部167は、案内軸161の延伸方向に沿って二つ設けられる。レンズ枠165はさらに、嵌合部167の光軸Cに対して反対側に設けられた案内軸163と嵌合する単一のU溝169を有する。これにより第2群160が案内軸161、および案内軸161に摺動可能に支持される。レンズ枠165はさらに径方向に突出した駆動用カムフォロア168を有する。
第3群170は、第2の光学部材であるレンズ176と、レンズ176を保持する第2のレンズ保持部材であるレンズ枠175とを有する。レンズ枠175は、レンズ枠165と同様に、案内軸161に摺動可能に嵌合する丸穴が設けられた嵌合部177を有する。嵌合部177は、案内軸161の延伸方向に沿って二つ設けられる。レンズ枠165はさらに、案内軸163と嵌合する単一のU溝179とを有する。これにより第3群170も案内軸161、および案内軸163に摺動可能に支持される。レンズ枠175もさらに径方向に突出した駆動用カムフォロア178を有する。
レンズ枠165とレンズ枠175の間に、レンズ枠165およびレンズ枠175に当接する付勢部材180が配されている。付勢部材180の一例は、SUS製の圧縮コイルバネである。付勢部材180は、案内軸161が挿入されることにより、当該案内軸161に支持される。付勢部材180は、レンズ枠165とレンズ枠175をお互いに離れる方向に付勢している。
図2は、固定筒140およびカム筒150の関係を示す斜視図である。カム筒150は、複数のカム溝151、153、および154を有する。
なお、カム筒150のカム溝151、153、154が形成されていない領域は、取り除かれて切欠き部158となっている。これにより、レンズ鏡筒100を軽量化できると共に、カム筒150の材料も節約できる。
カム筒150は、固定筒140の外面に沿って装着される。ズームリング120が回転されると、ズームリング120の係止突起124と、カム筒150の係合部156との回転方向の係止により、固定筒140の周面に沿ってカム筒150は回転する。更にその外周に摺動筒116が配される。また、カム筒150および摺動筒116の間には、案内軸142が配される。摺動筒116は、レンズ鏡筒100の径方向内側に向かって突出する駆動用カムフォロア117を有する。
駆動用カムフォロア117は、カム筒150のカム溝151に挿入され、駆動用カムフォロア117はカム溝151に係合している。カム筒150が回転すると、カム溝151と駆動用カムフォロア117との相互作用により、駆動用カムフォロア117は光軸Cの方向に駆動される。駆動用カムフォロア117は摺動筒116の一部であるので、カム筒150の回転によって摺動筒116は光軸Cに沿って移動する。
同様に駆動用カムフォロア168もカム溝153に挿入され、駆動用カムフォロア168はカム溝153に係合している。カム筒150が回転するとレンズ枠165は光軸Cに沿って移動する。
同様に駆動用カムフォロア178もカム溝154に挿入され、駆動用カムフォロア178はカム溝154に係合している。カム筒150が回転するとレンズ枠175は光軸Cに沿って移動する。
カム筒150のカム溝153、154は互いに異なるプロファイルを有する。よって、カム筒150の回転によりレンズ枠165とレンズ枠175との離間距離は変化する。また、固定筒140にはレンズ枠165、およびレンズ枠175が固定筒140に対して移動できるように開口部141が設けられている。
図3は図2の上面から見たレンズ鏡筒100の部分的な平面図である。また、図4は図3のレンズ枠165の拡大図である。
レンズ枠165に設けられた駆動用カムフォロア168、およびレンズ枠175に設けられた駆動用カムフォロア178は案内軸161の軸線からずれた位置に設けられている。また、駆動用カムフォロア168、および駆動用カムフォロア178は案内軸161に対して互いに反対側に配されている。
製造時の各部品公差のばらつきを考慮しつつ、スムーズな動作を保障するため、カム溝153の幅寸法は駆動用カムフォロア168の直径寸法に対して大きくしており、また、嵌合部167の穴径寸法は案内軸161の軸径に対して大きくしてある。従って、カム溝153と駆動用カムフォロア168の間には僅かな隙間があり、嵌合部167と案内軸161の間にも僅かな隙間がある。
付勢部材180はレンズ枠165の嵌合部167およびレンズ枠175の嵌合部177に当接している。よって、嵌合部167を有するレンズ枠165と嵌合部177を有するレンズ枠175とを案内軸161に沿って反対方向に付勢する。
図4に示すように、レンズ枠165が付勢部材180により付勢されると、レンズ枠165とともに駆動用カムフォロア168がカム溝153に当接するまで移動して、駆動用カムフォロア168とカム溝153の隙間が付勢方向側(図中の矢印402の方向)にガタ寄せされる。駆動用カムフォロア168は案内軸161の軸線からずれた位置に設けられているので、付勢部材180の付勢力によりカム溝153と駆動用カムフォロア168との当接点を支点として、さらに、レンズ枠165は時計回り(図中の矢印414の方向)に傾斜する。
付勢部材180の付勢力により、レンズ枠165は嵌合部167の内周面186、188が案内軸161に当接するまで時計回りに傾斜し、嵌合部167の穴と案内軸161との隙間がガタ寄せされる。レンズ枠165が時計回りに傾斜することで、レンズ枠165と一体的にレンズ166も同じく時計回りに傾斜する。カム溝153は第1の光学部材であるレンズ166の光軸の傾きの方向を規制する規制部として機能する。
同様に、レンズ枠175が付勢部材180により付勢されると、レンズ枠175の駆動用カムフォロア178とカム溝154の隙間が付勢方向側(図中の矢印404の方向)にガタ寄せされる。さらに、付勢部材180の付勢力により、カム溝154と駆動用カムフォロア178との当接点を支点として、レンズ枠175は時計回り(図中の矢印416の方向)に傾斜する。
付勢部材180の付勢力により、レンズ枠175は嵌合部177と案内軸161とが当接するまで時計回りに傾斜し、嵌合部177の穴と案内軸161との隙間がガタ寄せされる。レンズ枠175が時計回りに傾斜することで、レンズ枠175と一体的にレンズ166も同じく時計回りに傾斜する。カム溝154は第2の光学部材であるレンズ176の光軸の傾きの方向を規制する規制部として機能する。これにより、レンズ166の光軸の傾きの方向と、レンズ176の光軸の傾きの方向は同じ時計回りの傾斜になり、案内軸161に対する両レンズの光軸の傾き方向が同じになる。
なお、付勢部材180はレンズ枠165とレンズ枠175との離間距離が最大の時であっても予め定められた付勢力が発生するような付勢部材180を選定している。従って、付勢部材180は各レンズ枠の移動範囲内において付勢力をレンズ枠165およびレンズ枠175に与えることができる。また、駆動用カムフォロア168、178に対して、付勢部材180の付勢力に抗した外力により、カム溝153、154における図3での当接面と対向する面が駆動に抗して用いられる場合にも、駆動後に外力が解放されることにより、付勢部材180の付勢力によって両レンズの光軸の傾き方向が同じになる。
以上、本実施形態によれば、付勢部材180の付勢力および駆動用カムフォロア168、178の規制によりレンズ166の案内軸161に対する光軸の傾き方向と、レンズ176の案内軸161に対する光軸の傾きの方向を合わせている。これにより、レンズ166とレンズ176の案内軸161に対する光軸の傾きの方向を同じ方向に固定できる。各レンズの光軸の傾きを同じ方向に向けておくことができるので、結像の設計値に対するずれを小さくでき、レンズ鏡筒100全体の光学性能を安定化できる。
図5は、レンズ鏡筒100の他の例を示す部分的な平面図である。図5において図1から図4と共通の構成には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
図5においてレンズ枠190に設けられた駆動用カムフォロア168、およびレンズ枠192に設けられた駆動用カムフォロア178は案内軸161の軸線からずれた位置に設けられている。図3とは異なり、駆動用カムフォロア168、および駆動用カムフォロア178は案内軸161に対して互いに同じ側に配されている。
付勢部材182は圧縮コイルバネであり、レンズ枠190と固定筒140の間に設けられる。付勢部材182は、案内軸161が挿入されることにより保持されている。
付勢部材182はレンズ枠190と固定筒140に当接し、案内軸161に沿ってレンズ枠190を固定筒140の端面148から離間する方向(図中の矢印406の方向)に付勢する。
付勢部材184は引っ張りコイルバネであり、レンズ枠192と固定筒140の間に設けられる。付勢部材184は、案内軸161が挿入されることにより保持されている。
付勢部材184の両端はレンズ枠192の係止部194と、固定筒140の係止部195とに係止し、レンズ枠192を固定筒140の端面149に近づける方向(図中の矢印408の方向)に付勢する。これにより、付勢部材182、184により、嵌合部167を有するレンズ枠190と、嵌合部177を有するレンズ枠192は案内軸161に沿って同じ方向(図中の矢印406、408の方向)に付勢されている。
駆動用カムフォロア168も案内軸161の軸線からずれた位置に設けられているので、付勢部材182の付勢力により駆動用カムフォロア168とカム溝153の隙間がガタ寄せされるとともに、レンズ枠190は時計回り(図中の矢印418の方向)に傾斜し、嵌合部167の穴と案内軸161との隙間がガタ寄せされる。そしてレンズ枠190が時計回りに傾斜することで、レンズ枠190と一体的にレンズ166も同じく時計回りに傾斜する。
同様に、付勢部材184の付勢力で、駆動用カムフォロア178を支点とした時計回り(図中の矢印420の方向)の傾斜をレンズ枠192に与えつつ、カム溝154と駆動用カムフォロア178とのガタ、及び、嵌合部177と案内軸161とのガタが寄せられる。レンズ枠192が時計回りに傾斜することで、レンズ枠192と一体的にレンズ176も同じく時計回りに傾斜する。
レンズ枠190およびレンズ枠192に与える付勢力を案内軸161に沿って同じ方向にして、かつ、駆動用カムフォロア168、および駆動用カムフォロア178を案内軸161に対して互いに同じ側にずらして配することで、レンズ166の案内軸161に対する光軸の傾き方向と、レンズ176の案内軸161に対する光軸の傾きの方向を合わせることができる。各レンズの光軸の傾きを同じ方向に向けておくことができるので、結像の設計値に対するずれを小さくでき、レンズ鏡筒100全体の光学性能を安定化できる。
なお、図1から図5の実施形態において、付勢部材180、182、184のいずれも案内軸161が挿入されて当該案内軸161に支持されている。これに代えて、付勢部材180等は、案内軸161が挿入されず、案内軸161とは別個の支持部材により支持されてもよい。なお、付勢部材180等が嵌合部167等の側に配される場合には、U溝169側には付勢部材180等を設けないことが好ましい。また、図1から図5の実施形態において、駆動用カムフォロア168等がカム溝153等に当接することでレンズ枠165等の傾斜の方向が規制される。
図6は、レンズ鏡筒100を備えた撮像装置300の構造を模式的に示す図である。なお、図6においては、図面が煩雑になることを避ける目的で、レンズ鏡筒100を模式的に記載した。しかしながら、図6におけるレンズ鏡筒100は、図1に示したレンズ鏡筒100と同じ構造を有する。そこで、同じ構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省いた。
レンズ鏡筒100は、マウント部260を介して、撮像部200に対して着脱自在に装着される。なお、撮像装置300において、レンズ鏡筒100および撮像部200は、図示していない接続端子を介して電気的にも結合される。これにより、レンズ鏡筒100は、撮像部200から電力を供給される。また、レンズ鏡筒100に副制御部を設けて、撮像部200の主制御部250と相互に信号を交換する場合もある。
撮像部200は、主鏡240、ペンタプリズム270、接眼光学系290を含む光学系と、主制御部250とを収容する。主鏡240は、レンズ鏡筒100の光学系101を介して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置(図中に点線で示す)との間を移動する。
待機位置にある主鏡240は、入射光の大半を、上方に配置されたフォーカシングスクリーン272に導く。フォーカシングスクリーン272は、レンズ鏡筒100の光学系101の合焦位置に配置され、光学系101により形成された画像を結像させる。
フォーカシングスクリーン272に結像された画像は、ペンタプリズム270を介して接眼光学系290から観察される。これにより、接眼光学系290からは、フォーカシングスクリーン272上の映像を正像として見ることができる。
ペンタプリズム270および接眼光学系290の間には、ファインダLCD294に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーン272の映像に重畳させるハーフミラー292が配置される。これにより、接眼光学系290の出射端においては、フォーカシングスクリーン272の映像と、ファインダLCD294の映像とを併せて見ることができる。なお、ファインダLCD294には、撮像装置300の撮影条件、設定条件等の情報が表示される。
また、ペンタプリズム270の出射光の一部は、測光部280に導かれる。測光部280は、入射光の強度およびその分布等を測定して、撮影条件を決定する場合に測定結果を参照させる。
一方、入射光の入射面に対する主鏡240の裏面には、副鏡242が配置される。副鏡242は、主鏡240を透過した入射光の一部を、下方に配置された測距部230に導く。これにより、主鏡240が待機位置にある場合は、測距部230が被写体までの距離を測定する。なお、主鏡240が撮影位置に移動した場合は、副鏡242も入射光の光路から退避する。
レンズ鏡筒100からの入射光に対して主鏡240の後方には、シャッタ220、光学フィルタ212および撮像素子210が順次配置される。シャッタ220が開放される場合は、その直前に主鏡240が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像素子210に入射される。これにより、入射光の形成する画像が、撮像素子210において電気信号に変換される。
また、撮像部200は、レンズ鏡筒100に対して背面において、外部に面したメインLCD296を備える。メインLCD296は、撮像部200に対する各種の設定情報を表示する他、主鏡240が撮影位置に移動している場合に撮像素子210に形成された画像を表示することもできる。
主制御部250は、上記のような種々の動作を総合的に制御する。また、撮像部200側の測距部230が検出した被写体までの距離の情報を参照して、レンズ鏡筒100を駆動するオートフォーカス機構を形成できる。更に、測距部230がレンズ鏡筒100の動作量を参照して、フォーカスエイド機構を形成することもできる。
以上、撮像装置300によれば、レンズ鏡筒100の上記効果を、撮像装置300においても享受できる。レンズ鏡筒100の用途がこれに限られるわけではなく、例えば、動画撮影機、双眼鏡、顕微鏡、測量器等の光学系において、合焦機構、ズーム機構等に使用できる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
100 レンズ鏡筒、101 光学系、110 第1群、111 前玉、112 レンズ枠、113 雄リード、114 リードリング、116 摺動筒、117、168、178 駆動用カムフォロア、118 嵌合部、119 U溝、120 ズームリング、122 滑り止め、124 係止突起、140 固定筒、141 開口部、142、161、163 案内軸、144 マウント部、146 カバー部、148、149 端面、150 カム筒、151、153、154 カム溝、156 係合部、158 切欠き部、160 第2群、162 振動補正部、164 絞り部、165、175、190、192 レンズ枠、166、176 レンズ、167、177 嵌合部、169、179 U溝、170 第3群、180、182、184 付勢部材、186、188 内周面、194、195 係止部、200 撮像部、210 撮像素子、212 光学フィルタ、220 シャッタ、230 測距部、240 主鏡、242 副鏡、250 主制御部、260 マウント部、270 ペンタプリズム、272 フォーカシングスクリーン、280 測光部、290 接眼光学系、292 ハーフミラー、294 ファインダLCD、296 メインLCD、300 撮像装置、402、404、406、408、414、416、418、420 矢印

Claims (7)

  1. 支持部に支持された案内軸と、
    前記案内軸と摺動可能に嵌合する第1の嵌合部を有し、第1の光学部材を保持する第1の保持部材と、
    前記案内軸と摺動可能に嵌合する第2の嵌合部を有し、第2の光学部材を保持する第2の保持部材と、
    前記案内軸に対する前記第1の光学部材の光軸の傾きの方向と、前記案内軸に対する前記第2の光学部材の光軸の傾きの方向とが同じ方向となるように、前記第1の保持部材および前記第2の保持部材を付勢してガタ寄せする付勢部と
    を備えるレンズ鏡筒。
  2. 前記第1の保持部材および前記第2の保持部材に当接して、前記案内軸に対する前記第1の光学部材の光軸の傾きの方向、および前記第2の光学部材の光軸の傾きの方向を規制する規制部をさらに備える請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記付勢部は、前記案内軸に挿入され、前記第1の嵌合部および前記第2の嵌合部を付勢するコイルばねを有する請求項2に記載のレンズ鏡筒。
  4. 複数のカム溝を有するカム筒をさらに備え、
    前記第1の保持部材および前記第2の保持部材は、それぞれ、前記複数のカム溝のうちの対応するいずれかに係合するカムフォロアを有し、
    前記複数のカム溝が前記規制部を兼ねる請求項2または3に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記第1の保持部材の前記カムフォロアと、前記第2の保持部材の前記カムフォロアとは、前記案内軸に対して互いに反対側に配され、
    前記付勢部が、前記第1の嵌合部と、前記第2の嵌合部とを前記案内軸に沿って反対方向に付勢する請求項4に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記第1の保持部材の前記カムフォロアと、前記第2の保持部材の前記カムフォロアとは、前記案内軸に対して互いに同じ側に配され、
    前記付勢部が、前記第1の嵌合部と、前記第2の嵌合部とを前記案内軸に沿って同じ方向に付勢する請求項4に記載のレンズ鏡筒。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。
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