JP2015118155A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易的なレンズのトラッキング調整を可能にしつつ、スペース効率の良い光学機器を提供すること。【解決手段】レンズを保持する第１の保持部材と、第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、を有し、第１および第２の保持部材のうちいずれか一方の保持部材は、光軸方向における位置が異なる複数の調整面が設けられた複数の調整部材を備え、一方の保持部材と異なる他方の保持部材は、複数の調整面のうちのいずれか１つと当接する当接部を備え、一方の保持部材は、他方の保持部材に対して回転可能であり、複数の調整部材は、第１の調整部材と、一方の保持部材の第１の回転方向側で第１の調整部材と隣接する第２の調整部材と、を備え、第１の調整部材の複数の調整面のうち最も第１の回転方向側に配置されている調整面は、第２の調整部材の複数の調整面のうち最も第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向側に配置されている。【選択図】図５

Description

本発明は、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置や、デジタル一眼レフカメラ用の交換レンズ、双眼鏡、望遠鏡およびフィールドスコープ等の観察装置等のレンズを保持する機構を備えた光学機器に関する。

近年、カメラやビデオカメラ等の光学機器は、高倍率化と、小型化が進んでいる。光学機器の高倍率化を実現するために、レンズ自体の径が大きくなりつつある。また、光学機器の小型化が進むにつれて、光学性能を満足するためにレンズの位置精度が向上してきている。

レンズ鏡筒を構成する部品の精度やレンズ性能を向上させるだけでは、光学機器の光学性能を満足することができないので、個々の鏡筒に合わせてレンズ位置を調整する必要がある。例えば、レンズ軸を調芯するような偏芯調整や、レンズ軸の傾きを調整する傾き調整、あるいは、隣接するレンズとのレンズ間隔を調整するトラッキング調整などが提案されている。

特許文献１では、トラッキング調整する方法について、レンズ枠を１８０度回転させることでトラッキング調整範囲を増やす方法が開示されている。

また、特許文献２では、レンズ枠と、レンズ枠を光軸方向に沿って移動可能に保持する移動筒とを備え、移動筒がレンズ枠と対向すると共に光軸方向に起伏をなす環状の調整面を有し、レンズ枠が調整面と当接される当接面を有するカメラが開示されている。このような構成により、レンズ枠を光軸中心に回転させることで、光軸方向に沿って移動させるトラッキング調整を行っている。

特開２０１３−１２５２２９号公報 特開２００５−４９５９９号公報

特許文献１に開示された方法では、レンズ群を回転させているため、保持枠に受け面範囲が必要となり、スペースがなくなってしまう。また、特許文献２に開示された方法では、調整に必要な分だけ回転範囲が必要となり、調整機構にスペースが必要となる。

このような課題を鑑みて、本発明は、簡易的なレンズのトラッキング調整を可能にしつつ、スペース効率の良い光学機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学機器は、複数のレンズを備えた光学系のうち、一部のレンズを光軸方向に調整可能なレンズ鏡筒であって、前記一部のレンズを保持する第１の保持部材と、前記第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、を有し、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のうちいずれか一方の保持部材は、前記光軸方向における位置が異なる複数の調整面が設けられた複数の調整部材を備え、前記一方の保持部材と異なる他方の保持部材は、前記複数の調整面のうちのいずれか１つと当接する当接部を備え、前記一方の保持部材は、前記他方の保持部材に対して回転可能であり、前記複数の調整部材は、第１の調整部材と、前記一方の保持部材の第１の回転方向側で前記第１の調整部材と隣接する第２の調整部材と、を備え、前記第１の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向側に配置されている調整面は、前記第２の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向側に配置されていることを特徴とする。

本発明の他の側面としての光学機器は、複数のレンズを備えた光学系のうち、一部のレンズを光軸方向に調整可能なレンズ鏡筒であって、前記一部のレンズを保持する第１の保持部材と、前記第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、を有し、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のうちいずれか一方の保持部材は、前記光軸方向における位置が異なる複数の調整面が設けられた複数の調整部材を備え、前記一方の保持部材と異なる他方の保持部材は、前記複数の調整面のうちのいずれか１つと当接する当接部を備え、前記一方の保持部材は、前記他方の保持部材に対して回転可能であり、前記複数の調整部材は、第１の調整部材と、前記一方の保持部材の第１の回転方向側で前記第１の調整部材と隣接する第２の調整部材と、を備え、前記第１の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向側に配置されている調整面は、前記第２の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向側に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡易的なレンズのトラッキング調整を可能にしつつ、スペース効率の良い光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒を備えた光学機器の一例としてのデジタルカメラの斜視図である。 レンズ鏡筒の斜視図である。 レンズ鏡筒の撮影位置での断面図である。 レンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。 １群鏡筒および１群ホルダの分解斜視図である。 調整面の配列についての説明図である。 トラッキング調整の模式図である。 トラッキング調整に必要なクリアランスの説明図である 調整段数を５段にしたときの概念図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。なお、本発明を実施した光学機器の一例としてデジタルカメラを用いて説明するが、本発明はこれに限らない。

図１は本発明の実施形態に係る光学機器としてのデジタルカメラの斜視図であり、図２は図１に示されるデジタルカメラに搭載されるレンズ鏡筒の斜視図である。

本実施形態におけるデジタルカメラは、カメラ本体２の正面側にズーム式のレンズ鏡筒１が設けられる。レンズ鏡筒１は、ズーム駆動部３により、撮影位置と沈胴位置との間を撮影光学系が光軸方向に移動して撮影倍率を変更する。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを用いて、レンズ鏡筒１の構成について説明する。図３Ａはレンズ鏡筒１の撮影位置での断面図、図３Ｂはレンズ鏡筒１の沈胴位置での断面図である。

レンズ鏡筒１は、１群レンズ２０を保持する１群ホルダ２１、１群ホルダ２１を保持する１群鏡筒２２、２群レンズ２３を保持する２群ホルダ２４、３群レンズ２５を保持する３群ホルダ２６、および４群レンズ２７を保持する４群ホルダ２８を有する。１群レンズ２０、２群レンズ２３、３群レンズ２５、および４群レンズ２７によりレンズ鏡筒１の撮影光学系を構成する。

１群レンズ２０は、結像面側の射出面が凹面、平面、もしくは略平面の凸面形状の曲面を有するレンズである。

内カム筒２９は、内周部に直進筒３０を相対回転可能に保持し、外周部に周方向に略等間隔で３箇所設けられたフォロア、内カムカバー係合部および駆動キーが設けられる。

固定筒３１の内周部には、カム溝３１ａが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。カム溝３１ａには、外カム筒３２の外周部に周方向に略等間隔で３箇所設けられたフォロアがそれぞれ係合する。ズーム駆動部３により外カム筒３２が回転駆動されると、外カム筒３２は固定筒３１に対して回転しながらカム溝３１ａのリフトに沿って光軸方向に移動する。

外直進筒３３の外周部には、外カム筒３２の内周部に形成された円周溝３２ａに係合するバヨネット爪が周方向および光軸方向に９箇所設けられている。また、外直進筒３３の外周部には、固定筒３１の直進キー溝３１ｂに係合する直進キーが設けられている。外直進筒３３は、外カム筒３２に対して相対回転しながら直進キー溝３１ｂに沿って光軸方向に直進移動する。

内カムカバー３４には、内カム筒２９の内カムカバー係合部に係合する３本の係合爪と内カム筒２９の駆動キーに嵌合する３か所の回り止め部が設けられ、内カム筒２９と一体的に光軸を中心に回転しながら光軸方向に移動する。内カム筒２９は、駆動キーが外カム筒３２の内周部に設けられた３本のキー溝に係合することで、外カム筒３２と同位相で光軸周りに回転する。

直進筒３０には、直進プレート３５が一体的に取り付けられる。直進プレート３５には、外直進筒３３内周に設けられた直進キー溝３３ａに係合する直進キーが設けられている。また、直進筒３０には、１群ガイドキー３０ａ、２群ガイド溝３０ｂ、３群ガイド溝３０ｃが設けられている。直進筒３０は、フランジと直進プレート３５によって内カム筒２９を光軸中心として回転可能に保持し、光軸方向に内カム筒２９と一体的に移動する。

１群鏡筒２２の内周部には、１群フォロア２２ａが周方向に略等間隔で６箇所設けられている。６箇所の１群フォロア２２ａがそれぞれ内カム筒２９の外周部に設けられた６箇所の１群カム溝２９ａに係合し、直進筒３０の１群ガイドキー３０ａにガイドされることで、１群ホルダ２１と１群鏡筒２２は光軸方向に進退する。

２群ホルダ２４の外周部には、２群フォロアが周方向に略等間隔で３箇所設けられている。３箇所の２群フォロアは、それぞれ内カム筒２９の内周部に設けられた３箇所の２群カム溝２９ｂに係合して直進筒３０の２群ガイド溝３０ｂにガイドされることで、２群ホルダ２４を光軸方向に進退可能に支持する。また、２群ホルダ２４は、２群レンズ２３との間に遮光フランジ２４ａを有する。遮光フランジ２４ａは、２群レンズ２３の外周と直進筒３０の内周との間を通過し、光軸方向において被写体側から結像面側に向かう光を遮光する。

３群地板３６には、シャッターユニットが取り付けられる。シャッターユニットは、一対のシャッター羽根４４ａ、シャッター羽根４４ｂ、およびシャッター駆動装置が取り付けられている。シャッター羽根４４ａ、シャッター羽根４４ｂは、シャッターユニットに回転可能に支持されている。シャッター羽根４４ａ、シャッター羽根４４ｂは、シャッター駆動装置によって駆動されて光軸に直交する面内で光路を遮光する位置と光路から退避する位置との間で移動し、光量調節装置として動作する。

３群ホルダ２６は、３群レンズ２５を保持し、スリーブに圧入された光軸と平行なホルダシャフトを介して撮影位置と退避位置との間で回動可能に３群フレーム３７の軸受に支持され、像ブレ補正時に３群フレーム３７と一体に光軸と直交する平面内を移動する。

３群フレーム３７には、３つのボール３８とそれぞれ当接する３か所のボール受面部３７ａと、３つのスラストバネ３９の一端がそれぞれ掛止される３つのバネフック３７ｂとが設けられている。また、３群フレーム３７には、光軸に直交する面内で互いに周方向に９０°離間して配置される一対のマグネットと、３群ホルダ２６のストッパ部が当接する当接面が設けられている。また、３群フレーム３７には、撮影時に３群地板ピン（不図示）が光軸に直行する方向に移動しても３群フレーム３７に干渉しないように設けられた３群地板ピン可動空間が形成されている。さらに、３群フレーム３７には、衝撃が加わって３群フレーム３７が３群地板４０から光軸方向に離れる方向に移動した際に３群地板ピンが当接する光軸方向位置規制壁が設けられている。

３群地板４０には、３つのスラストバネ３９の他端が掛止される３か所のバネフック４０ａが設けられている。スラストバネ３９の付勢力によって、ボール３８が３群フレーム３７のボール受面部３７ａと３群地板４０のボール穴４０ｂとの間に挟持された状態で光軸に直交する面内で転動可能に収納される。また、３群地板４０には、一対のマグネットと同位相に配置される一対のコイル、３群レバーシャフトを光軸に平行に軸支する軸受け、３群レバーの撮影位置当接面が設けられている。一対のコイルに通電することで、一対のマグネットの磁気との間に発生するローレンツ力によって、光軸に直交する面内で３群地板４０に対して３群フレーム３７がそのメカ端が３群地板４０のメカ端に当接する範囲で移動可能に支持される。

３群ホルダ２６の被写体側には、３群マスク４１が一体的に取り付けられている。３群フレキには、一対のホール素子が実装されている。一対のホール素子は、マグネットと光軸方向に対向する位置に配置されて、ホールセンサーホルダに保持される。ホールセンサーホルダは、３群地板４０に固定されている。ホール素子は、マグネットの磁力の方向または大きさの変化を検出する。この検出結果に基づき、カメラ本体２の制御部がホールセンサーホルダに対する３群フレーム３７の位置を求める。

制御部は、カメラ本体２に設けられたジャイロセンサの像ブレ情報を基にコイルに印加する電圧を制御して、光軸と直交する面内で３群フレーム３７を移動させる。そうすることで、３群レンズ２５を保持する３群ホルダ２６を像ブレ補正する方向に移動させる。これにより、手ブレなどの振動に対して撮影光学系を通して撮像素子に結像する被写体像の像ブレを補正する像ブレ補正が行われる。

３群地板４０の外周部には、周方向に略等間隔で３箇所のフォロア４０ｃが設けられている。３箇所のフォロア４０ｃは、それぞれが内カム筒２９の内周部に形成された３箇所のカム溝２９ｃに係合して直進筒３０のガイド溝３０ｃにガイドされる。これにより、内カム筒２９および直進筒３０に対して３群地板４０が光軸方向に進退可能に支持される。

３群ホルダ２６が光軸外の退避位置に移動することで、撮影位置で３群フレーム３７内の３群ホルダ２６が占めていた空間に２群レンズ２５を保持する２群ホルダ２６が収納される。これにより、図３Ｂに示されるように、レンズ鏡筒１の沈胴時の光軸方向の厚みを薄くすることが可能となる。

センサホルダ４２は、固定筒３１、撮像素子４３、ズーム駆動部３、およびフォーカス駆動部を支持して、カメラ本体２に取り付けられる。フォーカス駆動部は、４群レンズ２７を保持する４群ホルダ２８を光軸方向に進退させることでフォーカス動作を行う。

以上の構成により、レンズ鏡筒１は、ズーム駆動部３の駆動により繰り出し、繰りこみがされ、任意の撮影状態へと移行可能となる。

次に、図４を用いて、トラッキング調整機構について説明する。図４は、１群レンズ２０、１群ホルダ２１、１群鏡筒２２の分解斜視図である。図４（ａ）は被写体側から見た図であり、図４（ｂ）は結像面側から見た図である。なお、本実施形態におけるトラッキング調整とは、一部のレンズを光軸方向へ移動させることで、他のレンズに対する光軸方向の位置を調整可能とすることをいう。

１群ホルダ２１には、複数の調整面群（調整部材）２１０が設けられている。各調整面群は、円周方向に隣接し、光軸方向における位置が異なるように形成された複数の調整面２１０１、２１０２、２１０３を有する。１群鏡筒２２の内周部には、当接部２２０が同一面上に３箇所設けられている。当接部２２０は、１群ホルダ２１の調整面と当接することによって、１群ホルダ２１を支持する。

本実施形態では、３つの調整面が設けられているため、３段階でトラッキング調整が可能となる。このとき、調整面群２１０は、光軸中心に３／３６０°、すなわち１２０°等分で配置されているが、調整面の数によってはその数に限らず、（調整面の数）／３６０°等分で配置される。

なお、本実施形態では、１群ホルダ２１が調整面群２１０を備え、１群鏡筒２２が当接部２２０を備えているが、１群鏡筒２２が調整面群２１０を備え、１群ホルダ２１が当接部２２０を備えていてもよい。すなわち、１群ホルダ２１および１群鏡筒２２のうちいずれか一方の保持部材が調整面群を備え、他方の保持部材が当接部を備えていればよい。

次に、図５、図６を用いて、本実施形態のトラッキング調整について説明する。図５は調整面の配列についての説明図、図６はトラッキング調整の模式図である。

調整面群３１０を構成する調整面Ａ、Ｂ、Ｃは、円周方向に順不同で１列に並べられており、光軸方向における位置がそれぞれ異なる。当接部３２０は、調整面Ａ、Ｂ、Ｃのうちいずれかの調整面と当接するように配置されている。すなわち、当接部３２０は、光軸中心に１２０°等分で配置されていない。調整面群３１０は、当接部３２０との当接が解除されると、第１の回転方向Ｘと、第１の回転方向Ｘと反対方向である第２の回転方向Ｙに回転可能となる。

このとき、調整面群３１０ａでは、調整面Ａ〜Ｃは、第１回転方向Ｘに沿ってＡ、Ｂ、Ｃの順に並んでいる。調整面群３１０ｂでは、調整面Ａ〜Ｃは、第１回転方向Ｘに沿ってＢ、Ｃ、Ａの順に並んでいる。調整面群３１０ｃでは、調整面Ａ〜Ｃは、第１回転方向Ｘに沿ってＣ、Ａ、Ｂの順に並んでいる。すなわち、調整面Ａ〜Ｃの配列は、規則的にＡ、Ｂ、Ｃの順でローテーションして配置されている。なお、本実施形態では、調整面Ａ〜Ｃの配列パターンはＡ、Ｂ、Ｃとなっているが、Ａ、Ｃ、ＢやＣ、Ｂ、Ａなど各調整面群内で規則性が崩れていなければその順番は問わない。

上記配列とすることで、調整面群３１０ａの第２回転方向Ｙ側に位置する調整面Ａは、調整面群３１０ｂでは第１回転方向Ｘ側に位置している。調整面群３１０ｂの第２回転方向Ｙ側に位置する調整面Ｂは、調整面群３１０ｃでは第１回転方向Ｘ側に位置している。調整面群３１０ｃの第２回転方向Ｙ側に位置する調整面Ｃは、調整面群３１０ａでは第１回転方向Ｘ側に位置している。すなわち、第１の調整面群において最も第２回転方向Ｙ側に位置する調整面は、第１の調整面群の第１回転方向Ｘ側に配置された第２の調整面群２０２において最も第１の回転方向Ｘ側に位置する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、各調整面群を１２０°回転させたときの当接部３２０と各調整面Ａ〜Ｃとの関係を示している。図６（ｂ）に示される状態が図５の状態である。図に示されるように、本実施形態では、調整面群を１２０°回転させるだけで、トラッキング調整を行うことができる。

なお、第１の調整面群において第１回転方向Ｘ側に位置する調整面Ｃを、第１の調整面群の第１回転方向Ｘ側に配置された第２の調整面群２０２で第２回転方向Ｙ側に位置していてもよい。当接部は、各調整面群のうち、光軸方向の位置が同一である調整面と当接するように配置される。

また、本実施形態では、第１回転方向Ｘを図中の時計回り方向としているが、図中の反時計回りとしてもよい。

図７は、トラッキング調整に必要なクリアランスの説明図である。図７（ａ）は比較例、図７（ｂ）は本実施形態を示している。

比較例では、１群レンズ８００を保持する１群ホルダ８０１を１群鏡筒８１０に対して調整段数分だけ回転（８３０）させることで、トラッキング調整を行っていた。そのため、１群鏡筒８１０には、トラッキング調整に必要な分だけ回転調整用クリアランス８２０を形成する必要がある。

一方、本実施形態では、調整面の配列を上述した配列とすることで、１群ホルダ８０１を１群鏡筒８１０から外し１２０°回転させ（８４０）組み直すことで、光軸方向の位置を調整することができる。そのため、従来のトラッキング調整に必要だった回転調整用クリアランス８２０が不必要となる。

そのため、本実施形態では、簡易的にレンズのトラッキング調整を可能にしながら、回転調整用クリアランス８２０が不要となるので、その他のスペース８５０が広がり、スペース効率を良くすることが可能となる。

図８は、調整段数を５段にしたときの調整面群の概念図である。

各調整面群４１０ａ〜４１０ｅには、調整面Ａ〜Ｅが規則的に配置されている。当接部４２０は、調整面Ａ〜Ｅのうちいずれかの調整面と当接するように配置されている。

図に示されるように、第１の調整面群のうち最も第１回転方向Ｘ側に位置する調整面は、第１の調整面群の第１の回転方向Ｘ側に配置された第２の調整面群３０２において最も第２の回転方向Ｙ側に位置する。

上記構成をとっていれば、調整段数は何段でもよく、また各調整面も規則性があれば光軸方向における位置については問わない。

このように、隣接する調整面群間でも同様の配列をとることで、従来の不具合を解決し、簡易的にレンズのトラッキング調整を可能にすると共に、調整スペースを最小限にし、スペース効率を良くすることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ レンズ鏡筒
２０ １群レンズ（一部のレンズ）
２１ １群ホルダ（第１の保持部材）
２２ １群鏡筒（第２の保持部材）
２１０ 調整面群（調整部材）
２１０１、２１０２、２１０３ 調整面
２２０ 当接部

Claims (5)

1. 複数のレンズを備えた光学系のうち、一部のレンズを光軸方向に調整可能なレンズ鏡筒であって、
   前記一部のレンズを保持する第１の保持部材と、
   前記第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、を有し、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のうちいずれか一方の保持部材は、前記光軸方向における位置が異なる複数の調整面が設けられた複数の調整部材を備え、
   前記一方の保持部材と異なる他方の保持部材は、前記複数の調整面のうちのいずれか１つと当接する当接部を備え、
   前記一方の保持部材は、前記他方の保持部材に対して回転可能であり、
   前記複数の調整部材は、第１の調整部材と、前記一方の保持部材の第１の回転方向側で前記第１の調整部材と隣接する第２の調整部材と、を備え、
   前記第１の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向側に配置されている調整面は、前記第２の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向側に配置されていることを特徴とする光学機器。
2. 複数のレンズを備えた光学系のうち、一部のレンズを光軸方向に調整可能なレンズ鏡筒であって、
   前記一部のレンズを保持する第１の保持部材と、
   前記第１の保持部材を保持する第２の保持部材と、を有し、
   前記第１の保持部材および前記第２の保持部材のうちいずれか一方の保持部材は、前記光軸方向における位置が異なる複数の調整面が設けられた複数の調整部材を備え、
   前記一方の保持部材と異なる他方の保持部材は、前記複数の調整面のうちのいずれか１つと当接する当接部を備え、
   前記一方の保持部材は、前記他方の保持部材に対して回転可能であり、
   前記複数の調整部材は、第１の調整部材と、前記一方の保持部材の第１の回転方向側で前記第１の調整部材と隣接する第２の調整部材と、を備え、
   前記第１の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向側に配置されている調整面は、前記第２の調整部材の複数の調整面のうち最も前記第１の回転方向側に配置されていることを特徴とする光学機器。
3. 前記当接部は、前記光軸方向において位置が同一である調整面と当接するように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記他方の保持部材は、３つ以上の前記当接部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. 前記当接部は前記第１の保持部材に設けられ、前記調整面は前記第２の保持部材に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学機器。