JP2021179505A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 小径化が容易な簡易な構成で、直進筒（第２の筒）とダストシート（防塵部材）との接触圧を強めることなく埃，塵等の侵入を防止できる交換レンズを提供する。【解決手段】 交換レンズ１０１は、撮像光学系の光軸に沿った移動が制限された外装筒（第１の筒）１１０と、第１の筒１１０の内側に配置され、光軸に沿って移動する直進筒（第２の筒）１１１と、第１の筒と第２の筒との間の隙間を埋めるように配置された円環状のダストシート１１２と、を備え、ダストシート１１２は、当該ダストシート１１２を第１の筒１１１に固定する粘着剤１１２ａと、第２の筒の偏芯に追従して変形する弾性変形部と、を有し、粘着剤１１２ａは、ダストシート１１２の周方向において、撮像時に上側となる範囲に配置され、弾性変形部は、ダストシート１１２の周方向において、撮像時に下側となる範囲に配置されている。【選択図】 図１０

Description

本発明は、直進筒と固定筒との間の隙間から埃、塵等の侵入を防止する防塵構造を備えた光学機器に関する。

デジタルカメラ、ビデオカメラ、これらに用いられる交換レンズとしてのレンズ鏡筒などの光学機器には、直進筒の外周面と固定筒の内周面との間の隙間における防塵構造の一例として、シート部材を用いて砂や塵の侵入を抑制するものがある。一般的に、このようなシート部材（以下、「ダストシート」という。）は、円環形状を呈しており、内周面を直進筒の外周面と接触させたり、または圧接させたりして直進筒と固定筒との隙間を狭めるものである。

しかし、直進筒の偏芯などによって直進筒とダストシートとの接触圧が強くなりすぎると、摺動抵抗が増大し、異音や摩耗が発生することがある。そこで、特許文献１に記載の先行技術では、直進筒とダストシートとの接触圧を弱めつつ、ダストシートを径方向に移動可能に保持する構成が提案されている。

特開２００７−１５６１１６号公報

しかしながら、特許文献１の構成ではダストシートの他に、直進筒とダストシートとの接触圧を弱めるためのウェーブワッシャのような弾性部材が必要となる。また、これによって構成が複雑になると共に、ウェーブワッシャを配置する設置スペースを確保しなければならず、光学機器の小型化を図る上で支障となっていた。

本発明は、小径化が容易な簡易な構成で、直進筒（第２の筒）が偏芯したとしても当該直進筒（第２の筒）とダストシート（防塵部材）との接触圧を強めることなく埃、塵等の侵入を防止することができる光学機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の光学機器は、撮像光学系の光軸に沿った移動が制限された第１の筒と、前記第１の筒の内側に配置され、前記光軸に沿って移動する第２の筒と、前記第１の筒と前記第２の筒との間の隙間を埋めるように配置された円環状の防塵部材と、を備え、前記防塵部材は、当該防塵部材を前記第１の筒に固定する固定層と、前記第２の筒の偏芯に追従して変形する弾性変形部と、を有し、前記固定層は、前記防塵部材の周方向において、撮像時に上側となる範囲に配置され、前記弾性変形部は、前記防塵部材の周方向において、撮像時に下側となる範囲に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、直進筒（第２の筒）が偏芯したとしても、ダストシート（防塵部材）の弾性変形部が、直進筒（第２の筒）の偏芯に追従するように弾性変形しながら退避するので、直進筒とダストシート（防塵部材）との接触圧の増加を防止することができる。

実施の形態に係るレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒が着脱可能に装着されたカメラ本体の斜視図である。 フォーカス群の繰り込み状態を示す交換レンズの光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。 フォーカス群の繰り出し状態を示す交換レンズの光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。 交換レンズおよびカメラ本体の制御構成を示すブロック図である。 図２の部分拡大図であり、フォーカス群の繰り込み状態を示す交換レンズの断面図である。 図３の部分拡大図であり、フォーカス群の繰り出し状態を示す交換レンズの断面図である。 交換レンズの一部を分解した背面側（像面側）から見た斜視図である。 カメラ本体の使用状態を示す正面図である。 図６の部分拡大断面図であり、フォーカス群の繰り出し状態におけるダストシートの周辺を拡大した断面図である。 ダストシートの背面図である。 開口部を偏芯させたダストシートの背面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る光学機器（レンズ鏡筒）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図面を通して同一の構成または対応する構成部分については、同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形および変更が可能であり、同一の又は類似する構成を有するデジタルカメラ、コンパクトカメラ等も本発明に含まれる。

図１は、実施の形態に係るレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒が着脱可能に装着されたカメラ本体の斜視図である。図１において、図１（ａ）は、正面側（被写体側）から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、背面側（像面側）から見た斜視図である。

図１において、レンズ鏡筒（以下、「交換レンズ」という）１０１が収容する撮像光学系の光軸が延びる光軸方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する方向をＺ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（鉛直方向）とする。以下、Ｚ軸方向とＹ軸方向をまとめてＺ／Ｙ軸方向ともいう。また、Ｚ軸回りの回転方向をピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向とし、Ｙ軸回りの回転方向をヨー（Ｙａｗ）方向とする。ピッチ方向とヨー方向は、互いに直交するＺ軸とＹ軸である２軸回りでの回転方向である。また、以下、ピッチ方向とヨー方向をまとめてピッチ／ヨー方向ともいう。

図１（ａ）において、カメラ本体１００の上面部２には、電源操作部２ａ、モードダイアル２ｂ、レリーズボタン２ｃが配置されている。カメラ本体１００が電源オフ状態にあるときにユーザが電源操作部２ａをオン操作すると、カメラ本体１００が電源オン状態となり撮像が可能となる。一方、カメラ本体１００が電源オン状態にあるときにユーザが電源操作部２ａをオフ操作すると、カメラ本体１００が電源オフ状態になる。モードダイアル２ｂをユーザが回転操作することによって、撮像モードを切り替えることができる。撮像モードとしては、マニュアル静止画撮像モード、オート静止画撮像モードおよび動画撮像モード等が挙げられる。マニュアル静止画撮像モードは、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件をユーザが任意に設定可能なモードである。オート静止画撮像モードは、自動で適正な露光量が得られるモードである。また、動画撮像モードは、動画の撮像を行うためのモードである。

レリーズボタン２ｃをユーザが半押し操作することによって、オートフォーカスや自動露出制御等の撮像準備動作を指示することができ、また、レリーズボタン２ｃを全押し操作することによって、撮像を指示することができる。カメラ本体１００の上面部２には、アクセサリシュー２ｄが設けられている。アクセサリシュー２ｄには、外部フラッシュ等のアクセサリ（図示省略）が脱着可能に装着される。

カメラ本体１００の正面から見て左側（背面から見て右側）の領域には、ユーザがカメラ本体１００を把持するためのグリップ部３が設けられている。後述する表示部６の長辺方向が水平方向（Ｚ軸方向）になるようにカメラ本体１００を把持した際、レリーズボタン２ｃはグリップ部３における上面部２側に配置される。これにより、ユーザはカメラ本体１００の把持部であるグリップ部３を把持した状態のまま、人差し指でレリーズボタン２ｃを容易に操作することができる。

交換レンズ１０１は、レンズマウント１０２を介して、カメラ本体１００に設けられたカメラマウント７に機械的および電気的に接続されている。上述したように交換レンズ１０１内には、被写体からの光を結像させて被写体像を形成する撮像光学系が収容されている。直進筒１１１は、交換レンズ１０１の正面側（被写体側）の先端に配置された円筒形状の外観部品である。直進筒１１１の一部には雌ねじ部が形成されており、各種フィルタやレンズキャップなどのアクセサリが着脱できるようになっている。

図１（ｂ）において、カメラ本体１００の背面には、背面操作部５と表示部６が設けられている。背面操作部５には、様々な機能が割り当てられた複数のボタンやダイアルが含まれる。カメラ本体１００の電源がオン状態であり、静止画または動画撮像モードが設定されているとき、表示部６は、撮像素子により撮像されている被写体像のスルー画像を表示する。また、表示部６は、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件を示す撮像パラメータを表示し、ユーザはその表示を見ながら背面操作部５を操作することによって、撮像パラメータの設定値を変更することができる。背面操作部５は、記録された撮像画像の再生を指示するための再生ボタンを含んでいる。ユーザが再生ボタンを操作することによって、撮像画像が表示部６に再生、表示される。

次に、交換レンズ１０１の構成について説明する。

図２は、フォーカス群２０１の繰り込み状態を示す交換レンズ１０１の光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。また、図３は、フォーカス群２０１の繰り出し状態を示す交換レンズ１０１の光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。図２および図３において、中心線は、撮像光学系によって決定される光軸と略一致する。従って、以下、中心線を光軸と同義とする。

図２において、レンジ鏡筒１０１は、撮像光学系の一例として、フォーカス群２０１と固定群６０１とから成る二群構成を採用している。フォーカス群２０１は、第１のフォーカスレンズ２１１と第２のフォーカスレンズ２１２を含む。固定群６０１は、第１の固定レンズ６１１と第２の固定レンズ６１２を含む。絞り群４０１は、第１のフォーカスレンズ２１１や第２のフォーカスレンズ２１２と共にフォーカス群２０１に収容されている。

フォーカス群２０１は、被写体像の焦点ずれに応じて所定の光学位置へと移動し、被写体からの光を、固定群６０１およびシャッタユニット１１を介して撮像素子１３の撮像面上に結像させる。このとき、絞り群４０１は、フォーカス群２０１と一体的に移動する。

円筒形状の直進筒１１１は、フォーカス群２０１全体の外側を覆うようにして外観を構成する。直進筒１１１は、フォーカス群２０１の正面側（被写体側）の面に図示省略したビスで固定され、フォーカス群２０１と一体的に移動する。防振群５０１は、第１の固定レンズ６１１と第２の固定レンズ６１２との間に配置されており、固定群６０１の一部として機能する。

交換レンズ１０１は、直進案内筒１０７、カム筒１０８、レンズマウント１０２、レンズ制御部１０４、電気接点１０５及び防振駆動部５０２を備えている。交換レンズ１０１は、レンズマウント１０２を介してカメラ本体１００に設けられたカメラマウント７に機械的および電気的に接続される。

次いで、交換レンズ１０１およびカメラ本体１００の制御構成について説明する。

図４は、交換レンズ１０１およびカメラ本体１００の制御構成を示すブロック図である。

図４において、カメラ本体１００は、制御構成としてカメラ制御部９を備えている。一方、交換レンズ１０１は、制御構成としてレンズ制御部１０４を備えている。

カメラ本体１００および交換レンズ１０１の全体のシステムとしての制御は、カメラ本体１００に設けられたカメラ制御部９と交換レンズ１０１に設けられたレンズ制御部１０４とが互いに連係することによって行われる。

交換レンズ１０１の撮像光学系は、フォーカス群２０１、絞り群４０１、防振群５０１、固定群６０１、電気接点１０５を備えている。フォーカス群２０１は、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを含む。絞り群４０１は、光量調節動作を行う。防振群５０１は、像振れを低減する防振素子としてのシフトレンズを含む。防振群５０１は、シフトレンズを光軸に対して直交するＺ／Ｙ軸方向に移動（シフト）させて、像振れを低減するための防振動作を行う。

また、交換レンズ１０１は、フォーカス駆動部３０１、絞り駆動部４０２、防振駆動部５０２を備えている。フォーカス駆動部３０１は、フォーカス群２０１を駆動する。絞り駆動部４０２は、絞り群４０１を駆動する。防振駆動部５０２は、防振群５０１を駆動する。

一方、カメラ本体１００は、カメラ制御部９に加えて、シャッタユニット１１、シャッタ駆動部１２、撮像素子１３、画像処理部１４、焦点検出部１５および表示部６を備えている。また、カメラ本体１００は、操作検出部８、アクセサリシュー２ｄ、電源部７、ピッチ振れ検出部１６、ヨー振れ検出部１７及び記憶部１０を備えている。

カメラ制御部９は、シャッタ駆動部１２を介してシャッタユニット１１と接続されており、焦点検出部１５を介して画像処理部１４と接続されている。また、カメラ制御部９は、撮像素子１３、表示部６、操作検出部８、アクセサリシュー２ｄ、電源部７、ピッチ振れ検出部１６、ヨー振れ検出部１７及び記憶部１０とそれぞれ接続されている。

電源部７は、カメラ本体１００と交換レンズ１０１に電力を供給する。操作検出部８には、上述した電源操作部２ａ、モードダイアル２ｂ、レリーズボタン２ｃ、背面操作部５および表示部６のタッチパネル機能等が含まれる。記憶部１０は、コンピュータプログラムを格納する。

カメラ制御部９は、記憶部１０に格納されているコンピュータプログラムを読み出して実行する。その際、カメラ制御部９は、レンズマウント１０２に設けられた電気接点１０５の通信端子を介して、レンズ制御部１０４と各種制御信号やデータ等の通信を行う。電気接点１０５は、電源部７からの電力を交換レンズ１０１に供給する電源端子を含む。

シャッタユニット１１は、交換レンズ１０１内の撮像光学系で集光され、撮像素子１３で露光される光の量を制御する。撮像素子１３は、撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。画像処理部１４は、撮像信号に対して各種画像処理を施した後、画像信号を生成する。表示部６は、画像処理部１４から出力された画像信号（スルー画像）を表示し、撮像パラメータを表示し、後述する記憶部１０や図示省略した記録媒体に記録された撮像画像を再生、表示する。

カメラ制御部９は、操作検出部８における撮像準備操作（レリーズボタン２ｃの半押し操作）に応じて、フォーカス群２０１の駆動を制御する。すなわち、オートフォーカスの動作が指示された場合、焦点検出部１５は、画像処理部１４で生成された画像信号をもとに、撮像素子１３で結像される被写体像の焦点状態を判定し、焦点信号を生成してカメラ制御部９に送信する。それと同時に、フォーカス駆動部３０１は、フォーカス群２０１の現在位置を検出し、レンズ制御部１０４を介してその信号をカメラ制御部９に送信する。カメラ制御部９は、被写体像の焦点状態とフォーカス群２０１の現在位置とを比較し、そのずれ量からフォーカス駆動量を算出してレンズ制御部１０４に送信する。そして、レンズ制御部１０４は、フォーカス駆動部３０１を介してフォーカス群２０１を目標位置まで駆動制御し、被写体像の焦点ずれを補正する。

フォーカス駆動部３０１は、カム筒と、カム筒を回転駆動するフォーカスモータと、カム筒とフォーカスモータとを連結する減速ギアと、フォーカス群２０１の原点位置を検出するフォトインタラプタとを備える。一般的に、フォーカスモータとして、アクチュエータの一種であるステッピングモータが採用される。しかしながら、ステッピングモータは、相対的な駆動量しか制御することができないので、電源オフ状態においては、フォーカス群２０１の現在位置が不定となる。そこで、ユーザが電源操作部２ａをオン操作すると、フォーカス群２０１を原点位置まで移動させて原点検出処理を実行する制御が必要となる。このような原点検出処理の制御は、これまで多くの光学機器に採用されている公知な技術である。従って、ここでの説明を省略する。なお、アクチュエータとして、エンコーダを備えるＤＣモータや超音波モータを採用してもよい。また、フォトインタラプタは発光部から発せられた光を受光部にて直接受光するものであるが、これに代えて、反射面からの反射光を受光するフォトリフレクタや、導電パターンに接触するブラシ等を用いてもよい。

また、カメラ制御部９は、操作検出部８から受信した絞り値やシャッタ速度の設定値に応じて、絞り駆動部４０２およびシャッタ駆動部１２を介してそれぞれ絞り群４０１およびシャッタユニット１１の駆動を制御する。例えば、自動露出制御の動作が指示された場合、カメラ制御部９は、画像処理部１４で生成された輝度信号を受信して測光演算を行う。この測光演算結果をもとに、カメラ制御部９は、操作検出部８における撮像指示操作（レリーズボタン２ｃの全押し操作）に応じて、絞り群４０１の駆動を制御する。それと共に、カメラ制御部９は、シャッタ駆動部１２を介してシャッタユニット１１の駆動を制御し、撮像素子１３による露光処理を行う。

ピッチ振れ検出部１６とヨー振れ検出部１７は、手振れ等の像振れを検出する振れ検出手段である。ピッチ振れ検出部１６およびヨー振れ検出部１７は、それぞれ、角速度センサ（振動ジャイロ）および角加速度センサを用いて、ピッチ方向（Ｚ軸回りの回転方向）およびヨー方向（Ｙ軸回りの回転方向）の像振れを検出して振れ信号を出力する。カメラ制御部９は、ピッチ振れ検出部１６からの振れ信号を用いて防振群５０１（シフトレンズ）のＹ軸方向でのシフト位置を算出する。同様に、カメラ制御部９は、ヨー振れ検出部１７からの振れ信号を用いて防振群５０１のＺ軸方向でのシフト位置を算出する。そして、カメラ制御部９は、算出したピッチ／ヨー方向のシフト位置に応じて、防振群５０１を目標位置まで駆動制御し、露光中やスルー画像表示中の像振れを低減する防振動作を行う。

次に、フォーカス群２０１の倒れ現象について詳細に説明する。

図５は、図２の部分拡大図であり、フォーカス群２０１の繰り込み状態を示す断面図である。また、図６は、図３の部分拡大図であり、フォーカス群２０１の繰り出し状態を示す断面図である。

図５及び図６において、第１の固定筒１０６は、内周側に第１の固定レンズ６１１を保持しており、正面側（被写体側）の面に直進案内筒１０７を保持する固定部材である。直進案内筒１０７は、内周側にフォーカス群２０１を収容し、外周側にカム筒１０８を回転可能に保持する固定部材である。カム筒１０８は、図示省略した弾性部材によって光軸方向に付勢されており、背面側（カメラ本体側）の面が第１の固定筒１０６と摺動可能に密着している。

フォーカス群２０１は、直進案内筒１０７の内周側に対して、正面側（被写体側）から挿入されて組み込まれている。直進案内筒１０７には、フォーカス群２０１の回転方向への移動を規制して、光軸方向への直進を案内する図示省略した直進溝が形成されている。直進溝は、移動コロの位相に対応する３個の貫通溝で構成されており、これらの貫通溝はいずれも同じ溝幅となっている。

また、カム筒１０８には、フォーカス群２０１のストロークに対応して、回転方向に線形の軌跡を有する図示省略したカム溝が形成されている。カム溝は、移動部材としての移動コロ２３１の位相に対応する３個の非貫通の有底溝で構成されており、これらの有底溝はいずれも同じカム軌跡であり、同じ溝幅で同じ溝深さとなっている。フォーカス群２０１の背面側（カメラ本体側）の後端には、固定部の中心と嵌合部との中心とが同軸である３個の移動コロ２３１が１２０°等分に固定されている。フォーカス群２０１を支持する３個の移動コロ２３１は、直進溝とカム溝とにそれぞれわずかな隙間を形成して嵌合している。カム筒１０８が回転すると、移動コロ２３１は直進溝とカム溝との嵌合により、カム溝のカム軌跡に沿ってフォーカス群２０１を光軸方向へ進退させる。

カム筒１０８と移動コロ２３１とは、いずれもアルミニウムや真鍮などの歪みにくい金属材料を切削加工して製造されている。金属材料を採用する利点は、切削加工によって高精度に仕上げることが可能であり、また、環境温度や撮影姿勢の変化などに対して変形が少ないことが挙げられる。さらに、金属材料は、耐摩耗性に優れているので、高い耐久性能が要求される高品位な交換レンズ１０１において、フォーカス駆動部３０１を構成するカム筒１０８及び移動コロ２３１の部品材料として有用である。なお、オートフォーカスの動作回数が多く累積動作時間も長いので、カム筒１０８及び移動コロ２３１には、特に、高い耐久性能が要求される。

一方、金属材料は、ポリカーボネート等の樹脂材料と比較すると、強い衝撃が加わった際に、じん性が低く衝撃を吸収し難い。このため、局所的な折損や打痕などの塑性変形を生じやすい。例えば、撮影中にユーザが壁などの障害物に交換レンズ１０１を振り当てた場合、直進筒１１１が正面側（被写体側）の先端となって最初に障害物と衝突する。このとき、直進筒１１１を介して、フォーカス群２０１に正面側（被写体側）から背面側（像面側）へと向かう衝撃力が伝達され、フォーカス群２０１は、光軸方向の正面側（被写体側）から背面側（カメラ本体側）へ相対的に移動しようとする。しかしながら、カム筒１０８は、背面側（カメラ本体側）の面で第１の固定筒１０６と密着しており、光軸方向の移動が規制されている。このため、移動コロ２３１とカム溝とが負荷を受け、局所的に塑性変形する場合がある。

また、このようなじん性の低い金属同士の嵌合では圧入と摺動の両立が難しいので、わずかな隙間を設けて嵌合させる隙間ばめが採用されている。本実施の形態においても、カム筒１０８に形成されているカム溝と移動コロ２３１との間には、わずかな隙間が設けられている。

図２、図３、図５及び図６において、移動コロ２３１は、フォーカス群２０１の背面側（カメラ本体側）の後端に配置されている。これによって、フォーカス群２０１の重心２０１ａは、移動コロ２３１よりも正面側（被写体側）にある。このため、フォーカス群２０１の自重により移動コロ２３１を支点として、正面側（被写体側）の先端が鉛直方向（Ｙ方向）の下側にわずかに倒れた姿勢となる。

図５及び図６において、破線１１１’は、直進筒１１１の倒れのイメージを誇張して示したのであり、図６の寸法Ｙ１は、直進筒１１１が倒れることによって発生する先端の偏芯量を誇張して示したものである。以下、直進筒１１１が倒れることによって、倒れのない本来の光軸に対して変位することを偏芯するといい、本来の光軸に対する変位量を偏芯量という。

特に、本実施の形態のように、光軸方向に比較的長いフォーカス群２０１を背面側（カメラ本体側）の後端で保持する構成の交換レンズにおいては、倒れの影響による直進筒１１１の先端の偏芯量Ｙ１は大きくなりやすい。

ところで、ダストシート１１２と移動コロ２３１との位置関係に注目し、図５と図６を比較すると、図６では、ダストシート１１２と移動コロ２３１との光軸方向における距離が短く、直進筒１１１の倒れがダストシート１１２に与える影響は少ない。そのため、繰り出し状態では、直進筒１１１の根元に相当するダストシート１１２の位置での偏芯量は比較的小さい。

逆に、図５では、防塵部材としてのダストシート１１２と移動コロ２３１との光軸方向における距離が、図６の場合よりも長く、直進筒１１１の倒れがダストシート１１２に与える影響が大きい。そのため、繰り込み状態では、直進筒１１１の先端に相当するダストシート１１２の位置での偏芯量は比較的大きい。

すなわち、フォーカス群２０１の移動量が大きい構成においては、ダストシート１１２の位置を基準にして比較すると、繰り出し状態にあるフォーカス群２０１を繰り込んでいくにつれて、徐々に直進筒１１１の偏芯量が大きくなっていくことが分かる。

金属材料で形成されたカム筒１０８と移動コロ２３１とは、耐摩耗性に優れているものの、一定の範囲の動作回数や動作時間を超えると想定以上に摩耗が進行し、カム溝と移動コロ２３１との間の隙間が広がる場合がある。また、衝撃による局所的な塑性変形などによってカム溝と移動コロ２３１との間の隙間が広がった場合には、直進筒１１１の先端の偏芯量Ｙ１はさらに大きくなる。すなわち、直進筒１１１の先端の偏芯量Ｙ１は、未使用の初期状態においては十分に小さかったとしても、動作回数や動作時間、障害物への衝突などを経て、想定以上に大きくなることがある。

図７は、交換レンズ１０１の一部を分解した背面側（像面側）から見た斜視図である。なお、図７においては、直進筒１１１およびダストシート１１２の形状を主として示し、便宜上、一部の構成部品は図示省略されている。

図７において、第２の固定筒１１４は、間接的に第１の固定筒１０６（図５、６参照）へ固定される円筒形状の固定部材であり、光軸方向の移動が制限されている。外装筒１１０とカバー筒１１３とは、それぞれ正面側（被写体側）から順に第２の固定筒１１４に対して嵌合され、背面側（像面側）からビスで固定されている。ダストシート１１２は、外装筒１１０とカバー筒１１３との間の限られたスペース内に配置されており、外装筒１１０とカバー筒１１３は、協働してダストシート１１２を収納している。ダストシート１１２は、円環状を呈しており、開口部１１２ｃと外周部１１２ｅとを有する。ダストシート１１２の組立工程では、専用の貼り付け工具などを介して光軸と垂直な面における外周部１１２ｅと外装筒１１０とが精度よく位置決めされ、固定層としての粘着剤１１２ａによって外装筒１１０の面に固定される。

直進筒１１１は、第１の外周部１１１ａを有する。第１の外周部１１１ａは、ダストシート１１２の開口部１１２ｃと近接し、フォーカス群２０１の繰り込み状態において、外装筒１１０やカバー筒１１３の内側に収納される。直進筒１１１の正面側（被写体側）の先端には、第２の外周部１１１ｂが形成されている。第２の外周部１１１ｂの外径は、第１の外周部１１１ａの外径よりも大きい。

上述したように、第２の外周部１１１ｂの内周側に形成された雌ねじ部は、例えば、フィルタ側に形成された雄ねじ部と噛み合うことによってフィルタを保持する。このようなフィルタとしては、第１のフォーカスレンズ２１１を水滴や汚れから保護する保護フィルタ、減光フィルタ、偏光フィルタなどが挙げられる。直進筒１１１は、繰り込み状態においても繰り出し状態においても、交換レンズ１０１の正面側（被写体側）の最も先端に位置している。このため、交換レンズ１０１をカメラ本体１００に装着した撮影状態で、例えば壁などの障害物に振り当ててぶつけた場合、直進筒１１１の第２の外周部１１１ｂが最初に障害物と衝突することになる。

直進筒１１１は、外装筒１１０やカバー筒１１３の内周側に正面側（被写体側）から挿入され、フォーカス群２０１に対してビスで固定されている。直進筒１１１とダストシート１１２とは、その間に介在する部品の点数が多く、寸法のばらつきが積み上がることにより、お互いの位置関係がずれやすい。具体的には、直進筒１１１の第１の外周部１１１ａに対して、ダストシート１１２の開口部１１２ｃが偏芯しやすい傾向にある。そのため、詳しくは後述するが、ダストシート１１２の開口部１１２ｃの内径は、直進筒１１１の第１の外周部１１１ａの外径よりもわずかに大きく、未使用の初期状態においては、開口部１１２ｃと第１の外周部１１１ａとの間には隙間が形成されている。

一方、第２の外周部１１１ｂの外径は、ダストシート１１２の開口部１１２ｃの内径よりも大きい。これによって、直進筒１１１とダストシート１１２との間の隙間から、直接的な砂や塵の侵入が防止されている。他にも、例えば、雨が降っている中で、交換レンズ１０１の先端を鉛直方向（Ｙ方向）の上側へ向けて撮影を行った場合であっても、直進筒１１１の第２の外周部１１１ｂによって、水滴が交換レンズ１０１の内部に侵入するのを防止している。同様に、直進筒１１１とダストシート１１２との間の隙間から有害光が抜けてくるのが抑制できるので、ダストシート１１２は、光漏れに対しても有効である。

図８は、カメラ本体１００の使用状態を示す正面図である。図８において、図８（ａ）は、ユーザがカメラ本体１００を正位置に構えた正位置状態を示す図であり、図８（ｂ）は、ユーザがカメラ本体１００を縦位置に構えた縦位置状態を示す図である。すなわち、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、使用頻度が高く、一般的に想定される代表的な２種類の姿勢を示している。カメラ本体１００に内蔵される撮像素子１３の長辺方向が水平方向（Ｚ軸方向）になるときの撮像状態を正位置と定義し、撮像素子１３の短辺方向が水平方向（Ｚ軸方向）になるときの撮像状態を縦位置と定義する。なお、縦位置としては、撮像時にグリップ部３が鉛直方向（Ｙ軸方向）の上側に配置される場合と、逆に下側に配置される場合とがある。しかしながら、撮影者が無理なく手持ちで撮影できる姿勢は、図８（ｂ）のようにグリップ部３が鉛直方向（Ｙ軸方向）の上側に配置される場合に限られる。従って、本実施の形態では、グリップ部３が鉛直方向（Ｙ軸方向）の上側に配置される撮像状態を縦位置として定義する。

図８において、中心線７０１、７０２は、光軸を回転中心として、水平方向（Ｚ方向）からそれぞれ４５°傾けた架空線である。図８（ａ）の正位置状態を基準として、この２つの中心線７０１、７０２により分割される４つの象限のうち、カメラ本体１００の上面部２を含む位相を象限１とし、正面側（被写体側）から見て時計回りに各象限を象限２、象限３、象限４と定義する。このとき、カメラ本体１００のグリップ部３は、象限４に含まれる。

上述したように、カム溝と移動コロ２３１との間に隙間が存在すると、重力の影響を受けて直進筒１１１の先端は、鉛直方向（Ｙ方向）の下側へ偏芯するという現象が発生する。図８（ａ）の正位置状態において、直進筒１１１の先端が偏芯する方向は、鉛直方向（Ｙ軸方向）の下側を含む位相である象限３となる。一方、図８（ｂ）の縦位置状態においては、直進筒１１１の先端が偏芯する方向は、鉛直方向（Ｙ軸方向）の下側を含む位相である象限２となる。すなわち、直進筒１１１の先端は、姿勢に関わらず常に鉛直方向（Ｙ軸方向）の下側へ偏芯するものであって、図８（ａ）の正位置状態においては象限３の方向へ偏芯し、図８（ｂ）の縦位置状態においては象限２の方向へ偏芯する。

次に、直進筒１１１の偏芯がダストシート１１２に与える影響について、図９〜図１１を用いて詳細に説明する。

図９は、図６の部分拡大断面図であり、フォーカス群２０１の繰り出し状態におけるダストシート１１２の周辺を拡大した断面図である。図９において、図９（ａ）は、図６の鉛直方向（Ｙ軸方向）の上側に記載されたＤ１部の拡大図であり、図９（ｂ）は、図６の鉛直方向（Ｙ軸方向）の下側に記載されたＤ２部の拡大図である。また、図１０及び図１１は、いずれも同じダストシート１１２を背面側（像面側）から見た背面図である。なお、図２、図３及び図５、図６と、図９から図１１までは、いずれも、図８（ａ）の正位置状態に相当する図である。また、図８、図１０及び図１１において中心線７０１、７０２と象限１、象限２、象限３、象限４とは、いずれも同一のものであり、それぞれが対応するものである。

図９において、ダストシート１１２は、外装筒１１０とカバー筒１１３との間の隙間Ｘ１内に配置されている。ダストシート１１２は、正面側（被写体側）から順に弾性シート１１２ｂと、補強シート１１２ｄと、粘着剤１１２ａとを積層して構成されている。弾性シート１１２ｂは、光軸方向に一定の厚みを有するシート部材であり、例えば、ポリウレタンやゴムなどの柔らかく弾性変形し易い材料で形成されている。補強シート１１２ｄは、弾性シート１１２ｂと比べて剛性の高いシート部材であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラスチック材料で形成されている。粘着剤１１２ａは、例えば、光軸方向に一定の厚みを有する両面テープである。なお、粘着剤１１２ａに代えて、糊印刷等を採用してもよく、またはダストシート１１２を外装筒１１０に接着剤で直接的に接着するものであってもよい。

図１０において、粘着剤１１２ａは、周方向において、カメラ本体１００の上面部２を含む位相（象限１）から、象限１に隣接するグリップ部３を含む位相（象限４）までの角度θの範囲に配置されている。一方、正位置状態において直進筒１１１の先端が偏芯する象限３から、縦位置状態において直進筒１１１の先端が偏芯する象限２までの範囲は、粘着剤１１２ａが配置されていない弾性変形部となっている。また、象限３から象限２までの弾性変形部では、弾性シート１１２ｂがより弾性変形しやすいように補強シート１１２ｄが複数に分割されている。

図１０における複数の矢印は、使用頻度が高いカメラ本体１００の正位置及び縦位置において、直進筒１１１の先端が偏芯する方向を模式的に示している。ダストシート１１２の開口部１１２ｃは、直進筒１１１との接触圧が増加した場合、それぞれの矢印に追従して、弾性変形部が光軸に対し、垂直方向の外側へ押し広げられるように弾性変形する。

図９（ｂ）は、図１０における象限３の位相に相当する断面図であり、粘着剤１１２ａが配置されていないダストシートの断面図である。図９（ｂ）において、外装筒１１０とカバー筒１１３との間の隙間Ｘ１は、ダストシート１１２から粘着剤１１２ａを除いた厚み、つまり弾性シート１１２ｂと補強シート１１２ｄとを積層した厚みよりも大きくなっている。これによって、直進筒１１１の偏芯量Ｙ１（図６参照）が比較的大きい場合であっても、弾性シート１１２ｂの弾性変形を妨げることがない。

逆に、図９（ａ）は、図１０における象限１の位相に相当する断面図であり、粘着剤１１２ａが配置されたダストシートの断面図である。図９（ａ）において、外装筒１１０とカバー筒１１３との間の隙間Ｘ１は、粘着剤１１２ａを含めたダストシート１１２の総厚よりも小さくなっている。これによって、粘着剤１１２ａが配置される範囲の角度θにおいては、ダストシート１１２が外装筒１１０とカバー筒１１３とに挟み込まれることにより、安定に保持されるようになる。

本実施の形態によれば、直進筒１１１が偏芯したとしても、ダストシート１１２の弾性変形部が、それに追従するように弾性変形しながら退避するので、直進筒１１１とダストシート１１２との接触圧の増加が避けられる。また、特許文献１の構成と比較して簡素であり、図９に示すように、ダストシート１１２は外装筒１１０とカバー筒１１３との間の限られたわずかなスペースに配置されるものである。従って、交換レンズ１０１全体としての小径化を阻害することもない。

本実施の形態によれば、ダストシート１１２における象限１から象限４までの範囲に、固定層としての粘着剤１１２ａを配置したので、ダストシート１１２が外装筒１１０とカバー筒１１３とに挟み込まれて安定に保持される。また、象限３から象限２までの範囲に弾性変形部を配置したので、直進筒１１１の偏芯に伴って弾性変形することができる。これによって、直進筒１１１とダストシート１１２との接触圧の増加を防止することができる。

本実施の形態において、粘着剤１１２ａが配置される範囲の角度θとしては、９０度以上２７０度以下が好ましい。粘着剤１１２ａが配置される範囲の角度θの適正な値は、ダストシート１１２が保持される安定性と、粘着剤１１２ａが配置された範囲以外に配置された弾性変形部の弾性変形による追従性とのバランスによって決められる。少なくとも、図１０に示す複数の矢印が示す範囲では、追従性の確保が優先されるため、粘着剤１１２ａが配置される範囲の角度θは、より好ましくは、１８０度程度である。

一般に、直進筒１１１をダストシート１１２の開口部１１２ｃと接触したままの状態で繰り出すと、摺動抵抗によりダストシート１１２が引き出されて外部に露出する虞がある。しかしながら、本実施の形態では、外装筒１１０とカバー筒１１３とでダストシート１１２を挟み込む構成としたので、粘着剤１１２ａが剥がされるなどしてダストシート１１２が引き出されることはない。

本実施の形態において、ダストシート１１２の開口部１１２ｃを直進筒１１１の先端が偏芯する方向に偏芯させることが好ましい。

図１１は、開口部１１２ｃを偏芯させたダストシート１１２の背面図である。

直進筒１１１の先端の偏芯量Ｙ１（図６参照）は、動作回数や動作時間、障害物への衝突などを経て、想定以上に大きくなることがある。一方で、交換レンズの小型化が図られたダストシート１１２では、弾性シート１１２ｂの弾性変形の量に限界があり、直進筒１１１の先端の偏芯に追従しきれない虞がある。開口部１１２ｃの弾性変形量が偏芯量に追従できないと、直進筒１１１とダストシート１１２との接触圧が増加し、摺動抵抗が増えてオートフォーカス動作に影響し、異音によって品位が低下し、摩耗によってダストシート１１２が劣化することが考えられる。

一方、使用頻度が高い正位置と縦位置のみを対象にすると、その偏芯方向は象限３から象限２までの範囲に限定される。図１１の矢印は、カメラ本体１００が正位置である場合における偏芯方向と、縦位置である場合における偏芯方向とを合成して示したものであり、中心線７０２の軸方向と一致する。

そこで、本実施の形態では、ダストシート１１２の外周部１１２ｅに対して、開口部１１２ｃを図１１の矢印方向にわずかに偏芯させている。破線１１２ｃ’は、ダストシート１１２の開口部１１２ｃの偏芯のイメージを誇張して示したものであり、寸法Ｙ２は、その偏芯量を誇張して示したものである。

図１１において、ダストシート１１２の外周部１１２ｅは、粘着剤１１２ａによって外装筒１１０と位置決めされており、その中心は光軸中心と一致する。これに対して、ダストシート１１２の開口部１１２ｃ’は、直進筒１１１の偏芯方向に偏芯して形成されており、その偏芯量Ｙ２は、直進筒１１１の偏芯量Ｙ１（図６参照）よりも大きい。すなわち、直進筒１１１の先端の偏芯量Ｙ１が想定以上に大きくなった場合であっても、予めそのことを見込んでダストシート１１２の開口部１１２ｃを偏芯させておくことにより、直進筒１１１との接触圧の増加を抑制できる。

外周部１１２ｅが、粘着剤１１２ａによって外装筒１１０と位置決めされるダストシート１１２においては、ダストシート１１２全体を予め直進筒１１１の偏芯方向に偏芯させて装着することは困難である。従って、本実施の形態においては、その開口部１１２ｃだけを直進筒１１１の偏芯方向に偏芯させるものである。

なお、本実施の形態は、代表的な一例にすぎず、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。

１００ カメラ本体
１０１ 交換レンズ
１１０ 外装筒（第１の筒）
１１１ 直進筒（第２の筒）
１１１ａ 第１の外周部
１１１ｂ 第２の外周部
１１１’ 直進筒の倒れのイメージ
１１２ ダストシート
１１２ａ 粘着剤
１１２ｂ 弾性シート
１１２ｃ 開口部
１１２ｄ 補強シート
１１２ｅ 外周部
１１３ カバー筒（第３の筒）
θ 粘着剤が配置される範囲の角度
Ｙ１ 直進筒の先端の偏芯量
Ｙ２ 外周部に対する開口部の偏芯量

Claims (15)

1. 撮像光学系の光軸に沿った移動が制限された第１の筒と、
   前記第１の筒の内側に配置され、前記光軸に沿って移動する第２の筒と、
   前記第１の筒と前記第２の筒との間の隙間を埋めるように配置された円環状の防塵部材と、を備え、
   前記防塵部材は、当該防塵部材を前記第１の筒に固定する固定層と、前記第２の筒の偏芯に追従して変形する弾性変形部と、を有し、
   前記固定層は、前記防塵部材の周方向において、撮像時に上側となる範囲に配置され、前記弾性変形部は、前記防塵部材の周方向において、撮像時に下側となる範囲に配置されている
   ことを特徴とする光学機器。
2. 前記撮像光学系は、カメラであり、
   前記第２の筒は、フォーカスレンズの自重によって垂直方向に偏芯することを特徴とする請求項１記載の光学機器。
3. 前記固定層は、カメラ本体を撮像状態に構えた際、前記防塵部材の上側となる範囲に配置され、前記弾性変形部は、前記カメラ本体を撮像状態に構えた際、前記防塵部材の下側となる範囲に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記カメラは、把持部を備え、
   前記固定層は、カメラ本体を正位置に構えた際、前記防塵部材の上側が含まれる位相から前記把持部が含まれる位相に至る範囲に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学機器。
5. 前記固定層が配置される前記防塵部材の周方向に沿った範囲の角度（θ）は、９０度以上２７０度以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学機器。
6. 前記弾性変形部が配置される前記防塵部材の周方向に沿った範囲は、前記固定層が配置された範囲以外の範囲であることを特徴とする請求項５記載の光学機器。
7. 前記防塵部材は、弾性シートと、補強シートと、固定層と、を有し、
   前記弾性変形部における前記補強シートは、複数に分割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項に記載の光学機器。
8. 前記第１の筒と協働して前記防塵部材を収納する第３の筒を備え、
   前記第１の筒と前記第３の筒との隙間は、前記弾性シートと前記補強シートとを合わせた厚さよりも広く、前記弾性シートと前記補強シートと前記固定層とを合わせた厚さよりも狭いことを特徴とする請求項７記載の光学機器。
9. 前記防塵部材は、前記第２の筒の外周部よりも大きい開口部を有し、
   前記開口部は、前記弾性変形部が変形する方向に偏芯していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学機器。
10. 前記防塵部材は、外周部を有し、
    前記外周部に対する前記開口部の偏芯量（Ｙ２）は、前記第２の筒の偏芯量（Ｙ１）よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載の光学機器。
11. 前記第２の筒は、前記第１の筒の内周側に収納される第１の外周部と、前記第１の外周部よりも被写体側に配置された第２の外周部と、を有し、
    前記第２の外周部の外径は、前記防塵部材の開口部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光学機器。
12. 前記第２の筒のカメラ本体側に配置され、前記第２の筒を支持して光軸方向に移動させる移動部材を備え、
    前記防塵部材は、前記移動部材よりも被写体側に配置されていることを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか１項に記載の光学機器。
13. 前記第２の筒を光軸方向に案内する案内筒を備え、
    前記移動部材は、前記案内筒に設けられた直進溝に嵌合していることを特徴とする請求項１２に記載の光学機器。
14. 前記光軸を中心に回転するカム筒を備え、
    前記カム筒と前記移動部材とは金属材料で形成されており、
    前記移動部材は、前記カム筒のカム溝と隙間を有して嵌合していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光学機器。
15. 前記カム筒を回転駆動するモータを備えることを特徴とする請求項１４に記載の光学機器。
    

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