JP2020170105A - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型のレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ装置（１００）は、第１のレンズ（Ｌ１）を光軸方向に移動可能に保持する第１の保持部材（１）と、第２のレンズ（Ｌ３）を光軸方向と異なる方向に移動可能に保持する第２の保持部材（３）と、カメラ本体に接続するためのマウント（８）と、第１の保持部材を光軸方向に移動可能に支持する直進筒（６０）と、直進筒よりもマウントに近い位置に配置され、第２のレンズ保持枠を内包する保持鏡筒（２）と、直進筒の外周に回転可能に保持され、第１の保持部材を光軸方向に駆動する回転筒（７）と、回転筒を回転駆動する歯車機構（１４）と、歯車機構に接続された第１のモータ（１４０）とを有し、第１のモータの少なくとも一部は、保持鏡筒よりもマウントに近い位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動焦点調節機構等のレンズの位置調節機構および撮影時の手振れを低減する手振れ補正機構を備えたレンズ装置に関する。

近年、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置に用いられるレンズ鏡筒（レンズ装置）は、一般的に、自動焦点調節機構および手振れ補正機構を有する。特許文献１および特許文献２には、自動焦点調節機構および手振れ補正機構を備えたレンズ装置が開示されている。

特開平８−９４８９９号公報 特開２０１１−３３６８４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたレンズ装置では、光軸方向に移動可能なレンズ群の被写体側前方に手振れ補正機構が配置されており、レンズ装置の全長が長くなってしまう。また、特許文献２に開示されたレンズ装置では、光軸方向に移動可能なレンズ群の外周にレンズ駆動用モータが配置されており、レンズ装置の外径が大きくなってしまう。

そこで本発明は、小型のレンズ装置および撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ装置は、第１のレンズを光軸方向に移動可能に保持する第１の保持部材と、第２のレンズを前記光軸方向と異なる方向に移動可能に保持する第２の保持部材と、カメラ本体に接続するためのマウントと、前記第１の保持部材を前記光軸方向に移動可能に支持する直進筒と、前記直進筒よりも前記マウントに近い位置に配置され、前記第２のレンズ保持枠を内包する保持鏡筒と、前記直進筒の外周に回転可能に保持され、前記第１の保持部材を前記光軸方向に駆動する回転筒と、前記回転筒を回転駆動する歯車機構と、前記歯車機構に接続された第１のモータとを有し、前記第１のモータの少なくとも一部は、前記保持鏡筒よりも前記マウントに近い位置に配置されている。

本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像素子を有するカメラ本体と、前記レンズ装置とを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、小型のレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

本実施形態におけるレンズ鏡筒の無限撮影位置状態での断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の至近撮影位置状態での断面図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のギアボックスの保持構造図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の出力ギアおよびその周辺の拡大図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のギアボックスと手振れ補正機構との位置関係を示す図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒のギアボックス周辺の背面斜視図である。 本実施形態におけるレンズ鏡筒の第１レンズ保持枠周辺の背面斜視図である。 本実施形態における撮像装置の構成図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１乃至図７を参照して、本実施形態におけるレンズ鏡筒（レンズ装置）１００の構成について説明する。図１は、レンズ鏡筒１００の無限撮影位置での断面図である。図２は、レンズ鏡筒１００の至近撮影位置での断面図である。図３は、レンズ鏡筒１００のギアボックスの保持構造図である。図４は、レンズ鏡筒１００の出力ギア１４１およびその周辺の拡大図である。図５は、レンズ鏡筒１００のギアボックスと手振れ補正機構との位置関係を示す図である。図６は、レンズ鏡筒１００のギアボックス周辺の背面斜視図である。図７は、レンズ鏡筒１００の第１レンズ保持枠１の周辺の背面斜視図である。

本実施例のレンズ鏡筒１００は、カメラ本体２００に着脱可能に取り付けられ、レンズ鏡筒１００とカメラ本体２００とにより撮像装置（カメラシステム）３００が構成される（図８参照）。

マウント８は、レンズ鏡筒１００をカメラ本体２００に取り付けるために設けられており、後述する第４レンズ保持枠４にビス（不図示）で固定されている。マウント８には、裏蓋９が一体的に形成された爪の弾性力で固定されている。外装環１０は、第４レンズ保持枠４にビス（不図示）により固定されている。外装環１０の前端には、マニュアルフォーカス用のフォーカス操作環１２が回転可能に配置されている。第４レンズ保持枠４の被写体側前方には、後述する第２レンズ保持枠（保持鏡筒）２がビス（不図示）により固定されている。第２レンズ保持枠２の被写体側前方には、案内筒（直進筒）６０が第２レンズ保持枠２にビス（不図示）によって固定されている。

カム環（回転筒）７は、案内筒６０の外周面側に、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）の定位置にて回転可能に配置されている。カム環７の内周面には、３本のカム溝７ａが形成されている。第２レンズ保持枠２の前方かつカム環７の外周には、第２レンズ保持枠２にビス（不図示）により固定された固定筒７０が固定されている。固定筒７０の被写体側前方の先端部には、不図示のアクセサリーフードが取り付け可能な突起部７０ａが形成されている。

レンズ鏡筒１００は、被写体側から像側へ順に、第１レンズ群（第１のレンズ）Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群（第２のレンズ）Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、および、第５レンズ群Ｌ５からなる。第１レンズ群Ｌ１は、被写体側から像側へ順に、第１ａレンズ群Ｌ１１、第１ｂレンズ群Ｌ１２、および、第１ｃレンズ群Ｌ１３からなる。第４レンズ群Ｌ４は、被写体側から像側へ順に、第４ａレンズ群Ｌ４１および第４ｂレンズ群Ｌ４２からなる。第１レンズ群Ｌ１は、フォーカス調整用レンズ（フォーカスレンズ）である。第３レンズ群Ｌ３は、手振れ補正用レンズ（補正レンズ）である。

第１レンズ保持枠（第１の保持部材）１は、第１レンズ群Ｌ１を保持する。第１ｃレンズ保持枠１ｃは、第１ｃレンズ群Ｌ１３を保持する。第２レンズ保持枠２は、第２レンズ群Ｌ２を保持する。第３レンズ保持枠（第２の保持部材）３は、第３レンズ群Ｌ３を保持する。第４レンズ保持枠４は、第４レンズ群Ｌ４を保持する。第５レンズ保持枠５は、第５レンズ群Ｌ５を保持する。絞り装置３０は、第１レンズ保持枠１と第１ｃレンズ保持１ｃとで挟まれることにより固定されている。絞り装置３０は、駆動源であるモータ（不図示）を備え、モータを駆動制御することで内蔵する絞り羽根の開口面積を変化させて光量を調節する。

第１レンズ保持枠１は、案内筒６０に、光軸方向に移動可能に支持されている。第１ｃレンズ保持枠１ｃは、第１レンズ保持枠１に光軸方向に位置規制され、第１レンズ保持枠１に対して光軸ＯＡと垂直方向に移動可能に保持されている。第２レンズ保持枠２と第４レンズ保持枠４との間には、第３レンズ保持枠３と、第３レンズ保持枠３を光軸ＯＡと直交する平面内で駆動可能に保持する第３レンズ地板３５とが配置されている。第３レンズ地板３５は、第２レンズ保持枠２内で第２レンズ保持枠２に対して傾きまたは偏芯位置調整可能に保持されている。

第３レンズ保持枠３はコイル５０を保持し、第３レンズ地板３５はマグネット５１を保持している。コイル５０およびマグネット５１は、第３レンズ保持枠３を駆動するモータ（第２のモータ）を構成する。コイル５０に電流を流すことによりコイル５０に磁界が発生し、マグネット５１との吸着力または反発力から第３レンズ保持枠３が第３レンズ地板３５に対して光軸ＯＡの直交方向へ移動する。

第５レンズ保持枠５は、第４レンズ保持枠４にビス（不図示）により固定されている。第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４、第５レンズ群Ｌ５、および、絞り装置３０により、撮像光学系が構成される。第１レンズ群Ｌ１の被写体側前方には、フィルタ（不図示）が取り付け可能なフィルタ枠４０が配置されている。第１レンズ群Ｌ１および絞り装置３０は、一体的に光軸方向に移動可能な移動レンズ群の主要素を構成する。

第１レンズ保持枠１の外周部における周方向の３箇所には、カムフォロワ１６がビス（不図示）により結合されている。３つのカムフォロワ１６は円筒形状部を有し、それぞれの円筒形状部は、カム環７に形成された３本のカム溝７ａに係合している。３つのカムフォロワ１６は、案内筒６０に形成された３本の直進溝部（不図示）にそれぞれ係合し、第１レンズ保持枠１の光軸方向への直進移動を案内する。カム環７が光軸周りに回転すると、カム溝７ａのカムリフトによってカムフォロワ１６が光軸方向に移動する。このため第１レンズ保持枠１は、直進溝部に案内されて光軸方向に直進移動する。すなわち、移動レンズ群（第１レンズ群Ｌ１および絞り装置３０）が光軸方向に移動する。被写体距離に応じて、移動レンズ群を光軸方向に移動させることで、無限遠端と至近端との間でのフォーカス動作が行われる。

モータユニット１４は、モータ（第１のモータ）１４０およびギアボックスを有し、ビスにより第４レンズ保持枠４に固定されている。モータ１４０の少なくとも一部は、第２レンズ保持枠２よりもマウント８に近い位置に配置されている。モータユニット１４は、光軸ＯＡを基準として、コイル５０およびマグネット５１（第２のモータ）とは略反対の位置に配置されている。モータユニット１４は、第２レンズ保持枠２の外周よりも光軸ＯＡに近い位置に配置されている。これにより、レンズ鏡筒１００を大型化することなく、自動焦点調節機構および手振れ補正機構を備えることが可能となる。

モータユニット１４の出力ギア（歯車機構）１４１は、カム環７の外周に設けた歯車環７００に噛み合っている。モータ１４０の回転に応じて、カム環７は回転し、第１レンズ群Ｌ１および絞り装置３０を含む移動レンズ群は光軸方向に移動する。出力ギア１４１から歯車環７００へ負荷がかかると、カム環７は案内筒６０へ付勢され、安定したフォーカス動作が可能となる。出力ギア１４１には、被写体側前方に前方軸受け部１４２、マウント側後方には後方軸受け部１４３がそれぞれ設けられている。なお本実施形態において、前方軸受け部１４２および後方軸受け部１４３はそれぞれ金属軸であるが、これに限定されるものではない。前方軸受け部１４２および後方軸受け部１４３はそれぞれ、出力ギア１４１と一体形成された軸でもよい。出力ギア１４１の被写体側前方の軸受け１４２は、第２レンズ保持枠２に設けられた軸受け保持部２ｇと嵌合している。出力ギア１４１のマウント側後方の軸受け１４３は、第４レンズ保持枠４に設けられた軸受け保持部４ｇと嵌合している。このような構成により、手振れ補正機構である第３レンズ保持枠３および第３レンズ地板３５に影響を及ぼすことはない。

また、カム環７を保持する案内筒６０に固定された第２レンズ保持枠２に軸受け部２ｇを設けることにより、出力ギア１４１と歯車環７００とが高い位置精度で噛み合うことができる。これにより、高精度なフォーカス動作が可能となる。

軸受け保持部２ｇの付近に設けられた突起部２ｆは、固定筒７０に設けられた突起部７０ｆと嵌合している。突起部７０ｆは、突起部２ｆよりも光軸ＯＡから遠い位置に配置されている。これにより、出力ギア１４１と歯車環７００との噛み合い部に大きな負荷がかかっても、噛み合い部が外れないような構成となっている。

移動レンズ群（第１レンズ群Ｌ１）は、第１レンズ保持枠１に設けられたリブ部（不図示）を有する。フォトインタラプタ（不図示）が保持部材（不図示）を介して案内筒６０に固定されている。リブ部がフォトインタラプタの発光部と受光部との間を通過することで、矩形波信号を出力する。これにより、移動レンズ群（第１レンズ群Ｌ１）の位置が検出可能となる。

このように本実施形態において、レンズ装置（レンズ鏡筒１００）は、第１の保持部材（第１レンズ保持枠１）および第２の保持部材（第３レンズ保持枠３）を有する。第１の保持部材は、第１のレンズ（第１レンズ群Ｌ１）を光軸方向に移動可能に保持する。第２の保持部材は、第２のレンズ（第３レンズ群Ｌ３）を光軸方向と異なる方向に移動可能に保持する。またレンズ装置は、カメラ本体に接続するためのマウント８、第１の保持部材を光軸方向に移動可能に支持する直進筒（案内筒６０）、および、直進筒よりもマウントに近い位置に配置され、第２のレンズ保持枠を内包する保持鏡筒（第２レンズ保持枠２）を有する。またレンズ装置は、直進筒の外周に回転可能に保持され、第１の保持部材を光軸方向に駆動する回転筒（カム環７）、回転筒を回転駆動する歯車機構（出力ギア１４１）、および、歯車機構に接続された第１のモータ（モータ１４０）を有する。第１のモータの少なくとも一部は、保持鏡筒よりもマウントに近い位置に配置されている。

好ましくは、第２の保持部材は、第２のレンズを光軸方向と直交する方向に移動可能に保持する。また好ましくは、第１のレンズはフォーカスレンズであり、第２のレンズは手振れ補正用レンズである。また好ましくは、レンズ装置は、第１のレンズと第２のレンズとの間に配置された第３のレンズ（第２レンズ群Ｌ２）を有し、保持鏡筒は、第３のレンズを保持する第３の保持部材である。また好ましくは、歯車機構は、保持鏡筒の外周よりも光軸に近い位置に配置されている。また好ましくは、第１のモータは、保持鏡筒の外周よりも光軸に近い位置に配置されている。また好ましくは、レンズ装置は、第２の保持部材を光軸方向と異なる方向に駆動する第２のモータ（コイル５０、マグネット５１）を有し、歯車機構は、光軸に対して、第２のモータの反対側（略反対側）に配置されている。また好ましくは、第１のモータは、光軸に対して、第２のモータの反対側（略反対側）に配置されている。また好ましくは、第１のモータの少なくとも一部は、第１の保持部材の外周よりも光軸に近い位置に配置されている。また好ましくは、レンズ装置は、回転筒の外周に配置された固定筒７０を有する。

次に、図８を参照して、各実施例における撮像装置について説明する。図８は、撮像装置（一眼レフカメラ）３００の構成図である。図８において、レンズ鏡筒（交換レンズ）１００は、撮像光学系（レンズユニット）１０１を有する。カメラ本体（撮像装置本体）２００は、クイックリターンミラー２０３、焦点板２０４、ペンタダハプリズム２０５、および、接眼レンズ２０６などを備えて構成されている。クイックリターンミラー２０３は、撮像光学系１０１を介して形成された光束を上方に反射する。焦点板２０４は、撮像光学系１０１の像形成位置に配置されている。ペンタダハプリズム２０５は、焦点板２０４に形成された逆像を正立像に変換する。ユーザは、その正立像を、接眼レンズ２０６を介して観察することができる。

撮像素子２０７は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを備え、撮像光学系１０１を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像データを出力する。撮影時には、クイックリターンミラー２０３が光路から退避して、撮像光学系１０１を介して撮像素子２０７上に光学像が形成される。制御部２１０は、ＣＰＵを有し、カメラ本体２００の各部の動作を制御する。

なお撮像装置３００は、撮像素子２０７を有するカメラ本体２００と、カメラ本体２００に着脱可能に取り付けられたレンズ鏡筒１００とにより構成されているが、これに限定されるものはない。カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体的に構成された撮像装置であってもよいし、クイックリターンミラーのないミラーレスの一眼レフカメラ（ミラーレスカメラ）であってもよい。

本実施形態のレンズ装置は、鏡筒を大型化することなく、自動焦点調節機構および手振れ補正機構を設けることができる。このため本実施形態によれば、小型のレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

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 第１のレンズ保持枠（第１の保持部材）
２ 第２のレンズ保持枠（第２の保持部材）
７ カム環（回転筒）
８ マウント
６０ 案内筒（直進筒）
１４０ モータ（第１のモータ）
１４１ 出力ギア（歯車機構）

Claims (11)

1. 第１のレンズを光軸方向に移動可能に保持する第１の保持部材と、
   第２のレンズを前記光軸方向と異なる方向に移動可能に保持する第２の保持部材と、
   カメラ本体に接続するためのマウントと、
   前記第１の保持部材を前記光軸方向に移動可能に支持する直進筒と、
   前記直進筒よりも前記マウントに近い位置に配置され、前記第２のレンズ保持枠を内包する保持鏡筒と、
   前記直進筒の外周に回転可能に保持され、前記第１の保持部材を前記光軸方向に駆動する回転筒と、
   前記回転筒を回転駆動する歯車機構と、
   前記歯車機構に接続された第１のモータと、を有し、
   前記第１のモータの少なくとも一部は、前記保持鏡筒よりも前記マウントに近い位置に配置されていることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記第２の保持部材は、前記第２のレンズを前記光軸方向と直交する方向に移動可能に保持することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記第１のレンズは、フォーカスレンズであり、
   前記第２のレンズは、手振れ補正用レンズであることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。
4. 前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置された第３のレンズを更に有し、
   前記保持鏡筒は、前記第３のレンズを保持する第３の保持部材であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
5. 前記歯車機構は、前記保持鏡筒の外周よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
6. 前記第１のモータは、前記保持鏡筒の外周よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
7. 前記第２の保持部材を前記光軸方向と異なる方向に駆動する第２のモータを更に有し、
   前記歯車機構は、光軸に対して、前記第２のモータの反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
8. 前記第２の保持部材を前記光軸方向と異なる方向に駆動する第２のモータを更に有し、
   前記第１のモータは、光軸に対して、前記第２のモータの反対側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
9. 前記第１のモータの少なくとも一部は、前記第１の保持部材の外周よりも光軸に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
10. 前記回転筒の外周に配置された固定筒を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
11. 撮像素子を有するカメラ本体と、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ装置と、を有することを特徴とする撮像装置。