JP2022160830A - 鏡筒、レンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、光学要素の位置決めに有利な鏡筒を提供することを目的とする。【解決手段】鏡筒は、筐体と、光学要素を保持する保持部材と、前記保持部材の第１接触部と前記筐体の第２接触部とを互いに接触させて押圧する第１押圧部材と、前記押圧部材により前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧した状態で、光軸方向において前記保持部材を前記筐体に対して駆動する駆動部材と、前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧して固定する固定部材とを有することを特徴とする。ことを特徴とする。【選択図】図７

Description

本発明は、鏡筒、レンズ装置及び撮像装置に関する。

放送用レンズ装置では、位相差検出方式によるオートフォーカス機能を有するものがある。特許文献１では、分光プリズム及び位相差検出センサを含み、オートフォーカス機能を有するレンズ装置が開示されている。分光プリズムを透過した光束は、カメラ内の撮像素子に入射し、分光プリズムで反射された光束は位相差検出センサに入射する。

光軸方向における位相差検出センサの位置の調整は、調整対象部材に取付けるワッシャ部材の厚みを変化させることで行いうる。また、特許文献２や特許文献３では、光軸方向におけるレンズの位置の調整を省スペースで行うのに偏芯ピンを用いている。

特許第４８５０６９２号公報 特開昭６３－２３７０１２号公報 特許第３４２４２１７号公報

特許文献２に開示された構造は、偏芯ピンと筒体との間のガタによりレンズが移動しうる。また、特許文献３に開示された構造は、偏芯ピンで調整後の鏡胴を径方向においてロックネジで押圧して固定するため、鏡胴が偏芯しうる。

本発明は、例えば、光学要素の位置決めに有利な鏡筒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、本発明の鏡筒は、筐体と、光学要素を保持する保持部材と、前記保持部材の第１接触部と前記筐体の第２接触部とを互いに接触させて押圧する第１押圧部材と、前記押圧部材により前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧した状態で、光軸方向において前記保持部材を前記筐体に対して駆動する駆動部材と、前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧して固定する固定部材とを有することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、光学要素の位置決めに有利な鏡筒を提供することができる。

実施例１の撮像ユニットの断面図である。 位相差検出ユニットの分解斜視図である。 位相差検出ユニットの正面図である。 位相差検出ユニットの側面図である。 位相差検出ユニットの背面図である。 図３のＡ－Ａ断面図である。 図３のＢ－Ｂ断面図である。 実施例２の撮像ユニットの断面図である。 鏡筒の分解斜視図である。 鏡筒の断面図である。 図１０のＣ－Ｃ断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
なお以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。

以下、図１から図７を参照して、本発明の第１の実施例による鏡筒、及びそれを有するレンズ装置及び撮像システム（撮像装置）について説明する。
図１に基づいて、ズームレンズ装置（レンズ装置）１０１及びカメラ装置１０２（テレビカメラ、ビデオカメラ等）について説明する。図１はズームレンズ装置１０１及びカメラ装置１０２から構成される撮像システム（撮像装置）の断面図である。ズームレンズ装置１０１に構成されたマウント部１とカメラ装置１０２に構成されたサポータ部２が係合することにより、カメラ装置１０２にズームレンズ装置１０１が装着され、撮像システムが構成される。ズームレンズ装置１０１に構成されるフォーカスレンズ群３は、光軸方向に可動であって、不図示の駆動部によって光軸方向に移動することで結像面の位置を変化させる（すなわち、フォーカシングを行う）。変倍レンズ４及び変倍レンズ５からなる変倍レンズ群は光軸方向に移動することで焦点距離を変化させる。これらのレンズを通過した光は、撮影光路上に配置された分光プリズム（光分割素子）６によって２つの光束に分割される。分光プリズム６を透過した一方の光束（第２光）は、リレーレンズ７を通ってカメラ装置１０２のカメラ部８に搭載された、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子９に入射する。また、分光プリズム６で反射された他方の光束（第１光）は、フォーカスレンズ群によるフォーカス状態を検出するための位相差検出ユニット１０３に導光されることで、位相差検出方式により焦点が検出される。位相差検出ユニット１０３は受光素子およびレンズのうち少なくとも一方を含む。

以上の構成により、焦点検出手段による検出結果である焦点ずれを、図示されないＣＰＵ（制御部）を介して駆動部を制御してフォーカスレンズ群３の位置を変更することで、オートフォーカス機能を実現することができる。

図２から図６に基づいて、位相差検出ユニット１０３について説明する。
図２は位相差検出ユニット１０３の分解斜視図である。図３は位相差検出ユニット１０３の正面図、図４は側面図、図５は背面図である。図６は図３のＡ－Ａ断面図である。
レンズ１０が保持された筐体１１は固定ボルト（固定部材）１２によって、鏡体１３に固定される。位相差検出部１４が保持された保持部材１５は、筐体１１に保持部材１５の移動方向を長手方向を有する長孔を挿通する固定ボルト１６によって筐体１１に固定される。長溝１５ａと係合する偏芯軸１７ａを有する偏芯ピン（駆動部材）１７は、板金１８と固定ビス１９によって、筐体１１に回転可能に保持される。筐体１１に設けられた弾性部材を含む複数のプランジャ２０（２０ａ、２０ｂ）が保持部材１５を押圧することで、保持部材１５は筐体１１の２面の内壁に常に押圧されて接している。蓋２１が筐体１１に取り付けられることで、筐体１１内部へのごみの侵入を防ぐことが可能となる。

以上の構成によって、固定ボルト１６を緩めた状態で偏芯ピン１７を回転させると偏芯軸１７ａ及び長溝１５ａを介して、保持部材１５が筐体１１の内壁に沿って移動するため、レンズ１０と位相差検出部１４の間隔が調整可能となる。つまり、位相差検出部１４の焦点調整が可能となる。

図７に基づいて、位相差検出部１４の調整後の固定について説明する。図７は図３のＢ-Ｂ断面図である。５本のプランジャ（第１押圧部材）２０ａは、保持部材１５の第１面（平面）（第１接触部）１５ｂを固定ボルト１６が取り付けられる筐体１１の第２面（平面）（第２接触部）１１ａに対して押圧する。一方、４本のプランジャ（第２押圧部材）２０ｂは、保持部材１５の第３面（第３接触部）１５ｃを第２面１１ａと垂直な筐体１１の第４面（第４接触部）１１ｂに対して押圧する。つまり、プランジャ２０ａ、２０ｂによって保持部材１５は筐体１１に押圧されるため、ガタ無く第２面１１ａと第４面１１ｂに平行な方向に直動することが可能となる。加えて、プランジャ２０ｂよりもプランジャ２０ａの本数が多いため、第１面１５ｂがプランジャ２０ａから受ける力（押圧力）は、第３面１５ｃがプランジャ２０ｂから受ける力（押圧力）よりも大きい。そのため、固定ボルト１６によって締結される保持部材１５の第１面１５ｂは、常に筐体１１の第２面１１ａに倣った接触状態にあるため、固定ボルト１６を締め付けることで、保持部材１５を筐体１１に固定させても保持部材１５の位置が変化することはない。更に、保持部材１５は、固定ボルト１６をねじ込む際の回転力と対抗するように、プランジャ２０ｂから第４面１１ｂの方向に力を受けて、第３面１５ｃと第４面１１ｂが接触しているため、保持部材１５が傾くことを防ぐことができる。

以上の構成によって、位相差検出部１４の調整後に固定ボルト１６を締め付けても、保持部材１５は筐体１１に対して位置が変化することは無いため、光学性能を劣化させること無く、調整後の固定をすることが可能となる。

以上、本実施例によれば、光学性能を劣化させずに位相差検出部１４の光軸方向の位置調整が可能となる。加えて、偏芯ピン１７を回転させるだけで調整が可能であるため、従来のワッシャを交換するスペースを確保する必要がなく、コンパクトな調整機構を構成することができる。更に、調整時の部品へのアクセスは、筐体１１の同一面に配置された偏芯ピン１７と固定ボルト１６のみのため、一方向からアクセス可能とすることによって調整が可能であり、組立作業性が良好である。

本実施例では、位相差検出ユニットの構成を位相差検出部１４として簡略化して説明した。しかし、本来は、入射した光束を２つの光束に分割する位相差検出レンズや、分割された２つの光束により形成された一対の像を光電変換する撮像素子（ラインセンサや画素センサ）も含まれる。

また、本実施例では位相差検出部１４の位置の調整に本発明を適用した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。レンズ同士の間隔調整や、レンズと撮像素子の間隔調整など、レンズ装置の光軸上に配置される光学要素（レンズ、絞り、撮像素子、フィルタ、回折素子、反射素子、位相差検出部など）の多岐に渡る間隔調整に本発明を適用することができる。

以下、図８から図１１を参照して、本発明の第２の実施例による鏡筒、及びそれを有するレンズ装置及び撮像システム（撮像装置）について説明する。
図８に基づいて、ズームレンズ装置２０１及びカメラ装置２０２（テレビカメラ、ビデオカメラ等）について説明する。

図８はズームレンズ装置２０１及びカメラ装置２０２から構成される撮像システム（撮像装置）の断面図である。ズームレンズ装置２０１に構成されたマウント部２２とカメラ装置２０２に構成されたサポータ部２３が係合することにより、カメラ装置２０２にズームレンズ装置２０１が着脱可能に装着され、撮像システムが構成される。

ズームレンズ装置２０１に構成されるフォーカスレンズ２４は、光軸方向に移動することで結像面の位置を変化させる（すなわち、フォーカシングを行う）。変倍レンズ２５及び変倍レンズ２６は光軸方向に移動することで焦点距離を変化させる。これらのレンズを通過した光は、調整レンズユニット２０３及びリレーレンズ２７を通ってカメラ装置２０２のカメラ部２８に搭載された、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子２９に入射する。

図９から図１１に基づいて、調整レンズユニット２０３について説明する。
図９は調整レンズユニット２０３の分解斜視図である。図１０は調整レンズユニット２０３の断面図である。図１１は図１０のＣ－Ｃ断面図である。

レンズ３０が保持された筐体３１は鏡体３２に固定される。レンズ３３が保持された鏡筒３４は、セットビス（固定部材）３によって外周面が押圧されることによって摩擦力により軸方向に対して移動しないように筐体３１に固定される。長溝３４ａと係合する偏芯軸３６ａを有する偏芯ピン３６は、板金３７と固定ビス３８によって、筐体３１に回転可能に保持される。筐体３１の軸回りで異なる（本実施例では９０度離間して）２箇所に設けられた弾性部材を含むプランジャ３９（３９ａ、３９ｂ）が鏡筒３４を押圧することで、鏡筒３４は筐体３１の内壁に常に接している。

以上の構成によって、セットビス３５を緩めた状態で、鏡体３２の穴部３２ａから偏芯ピン３６を回転させると偏芯軸３６ａ及び長溝３４ａを介して、鏡筒３４が筐体３１の内壁に沿って鏡筒３４（筐体３１）の軸方向に移動する。これによって、レンズ３０とレンズ３３の間隔が調整可能となる。つまり、ズームレンズ装置２０１の光学性能の調整が可能となる。

図１１に基づいて、鏡筒３４の調整後の固定について説明する。図１１は図１０のＣ－Ｃ断面図である。鏡筒３４は切り欠き部３４ｂを有する。偏芯ピン３６と同位相に配置されたプランジャ（第１押圧部材）３９ａは、鏡筒３４の第１接触部３４ｃを筐体３１の第２接触部３１ａに対して押圧する。もう一方のプランジャ（第２押圧部材）３９ｂは、第１接触部３４ｃに対して軸回りで９０度の位置にある第３接触部３４ｄを筐体３１の第４接触部３１ｂに対して押圧する。つまり、プランジャ３９ａ、３９ｂによって、鏡筒３４は筐体３１に押圧されるため、ガタ無く直動することが可能となる。また、プランジャ３９ａ、３９ｂによって鏡筒３４に加えられる力は、第３接触部３４ｄに加えられる力よりも第１接触部３４ｃに加えられる力の方が大きくなるように設定する。これにより、セットビス３５によって鏡筒３４が押圧される方向にある第１接触部３４ｃは、常に筐体３１の第４接触部３１ｂに倣った接触状態にある。そのため、セットビス３５を取り付けても、第１接触部３４ｃの接触状態が開放されて離れることはなく鏡筒３４の位置が変化することはない。更に、鏡筒３４は、セットビス３５をねじ込む際の回転力と対抗するように、プランジャ３９ｂから第４接触部３１ｂの方向に力を受けて、第３接触部３４ｄと筐体３１の第４接触部３１ｂが接触しているため、鏡筒３４が傾くことを防ぐことができる。

以上の構成によって、レンズ３３の調整後にセットビス３５を締め付けても鏡筒３４は筐体３１に対して位置が変化することは無いため、光学性能を劣化させること無く調整後の固定をすることが可能となる。

以上、本実施例によれば、光学性能を劣化させずにレンズ３３の光軸方向の位置調整が可能となる。加えて、偏芯ピン３６を回転させるだけで調整が可能であるため、従来のワッシャを交換するスペースを確保する必要がなく小型である。更に、調整時の部品へのアクセスは、穴部３２ａから偏芯ピン３６とセットビス３５のみのため、一方向からのアクセスで調整可能であり、組立作業性が良好である。

本発明の鏡筒を有するレンズ装置により、本発明の効果を奏するレンズ装置を実現することができる。また、本発明の鏡筒を有するレンズ装置と、該レンズ装置より形成された像を撮像する撮像素子とを有する撮像装置により、本発明の効果を奏する撮像装置を実現することができる。以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の実施形態はこれらの実施例に限定されず、種々の変形及び変更が可能である。

また、上記各実施例では、カメラに装着されるズームレンズ装置について説明したが、本発明は、レンズ一体型の撮像装置（光学機器）にも適用することができる。

１０１：ズームレンズ装置
１０３：位相差検出ユニット
１１：筐体
１１ａ：第２面（第２接触部）
１４：位相差検出部
１６：固定ボルト（固定部材）
１７、３６：偏芯ピン（駆動部材）
１５、３４：保持部材
１５ｂ：第１面（第１接触部）
３４ｃ：第一の接触部（第１接触部）

Claims (11)

1. 筐体と、
   光学要素を保持する保持部材と、
   前記保持部材の第１接触部と前記筐体の第２接触部とを互いに接触させて押圧する第１押圧部材と、
   前記第１押圧部材により前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧した状態で、光軸方向において前記保持部材を前記筐体に対して駆動する駆動部材と、
   前記第１接触部と前記第２接触部とを互いに接触させて押圧して固定する固定部材とを有することを特徴とする鏡筒。
2. 前記第１接触部とは異なる前記保持部材の第３接触部と、前記第２接触部とは異なる前記筐体の第４接触部とを互いに接触させて押圧する第２押圧部材を有することを特徴とする請求項１に記載の鏡筒。
3. 前記第１押圧部材による押圧力は、前記第２押圧部材による押圧力よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の鏡筒。
4. 前記駆動部材は、前記筐体により回転可能に保持され、前記保持部材に形成された長溝に係合する偏芯ピンを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の鏡筒。
5. 前記駆動部材および前記固定部材は、前記筐体の同一面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の鏡筒。
6. 前記第１押圧部材は、弾性部材を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の鏡筒。
7. 前記第２押圧部材は、弾性部材を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の鏡筒。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の鏡筒と、
   入射した光を前記光学要素に向かう第１光と、前記第１光とは異なる第２光とに分割する光分割素子とを有することを特徴とするレンズ装置。
9. 前記光学要素は、受光素子およびレンズのうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。
10. フォーカスレンズ群を有し、
    前記光学要素は、前記フォーカスレンズ群によるフォーカス状態を検出するための受光素子を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載のレンズ装置。
11. 請求項８ないし１０のいずれか一項に記載のレンズ装置と、前記レンズ装置によって形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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