JP2023038406A - 光学装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学特性の調整および小型の点で有利な光学装置を提供する。【解決手段】固定筒８と、固定筒８の内側に配置され、第２レンズ２ｂを保持する移動筒５と、光軸Ｏの周りでの移動筒５の回転により移動筒５を光軸Ｏに沿って移動させる変換機構と、固定筒８を貫通して配置され、回転操作される操作部材９とを有するレンズ装置１であって、操作部材９は、回転操作の回転軸Ａ１を含む回転軸部９ａと、回転軸Ａ１から偏心した偏心軸部９ｂとを有し、偏心軸部９ｂは、光軸Ｏに沿って移動筒５に形成された直線溝５ａに係合する係合部９ｅを含み、回転軸Ａ１に直交する方向において、係合部９ｅの少なくとも一部は回転軸部９ａの外側にあり、操作部材９を回転させることにより、係合部９ｅが直線溝５ａに沿って移動筒５を摺動すると共に光軸Ｏの周りで移動筒５を回転させ、変換機構が移動筒５を光軸Ｏにそって移動させることを特徴とする。【選択図】 図５

Description

本発明は、光学装置および撮像装置に関する。

レンズ装置等の光学装置の構成部品は寸法誤差を有するため、光学装置の光学特性は設計値からのずれを生じうる。そのため、例えば、可動の最終レンズ群の光軸方向の位置を調整すること（いわゆるフランジバック調整）によりピント面の位置を調整可能にしたレンズ装置が知られている。

特許文献１には、ヘリコイド機構等の回転直動変換機構により移動筒の光軸周りの回転が移動筒の光軸方向の移動に変換されるフランジバック調整機構が開示されている。

特許第６４１５４２５号公報

特許文献１のフランジバック調整機構では、移動筒の光軸方向の移動量を増加させるために操作部の回転軸と偏心軸との距離を大きくすると、操作部が大型化し、それに伴い、操作部が通過する固定筒の円形状穴部の径を増大させる必要がある。

本発明は、例えば、光学特性の調整および小型の点で有利な光学装置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、本発明は、固定筒と、前記固定筒の内側に配置され、光学素子を保持する移動筒と、光軸の周りでの前記移動筒の回転により前記移動筒を前記光軸に沿って移動させる機構と、前記固定筒を貫通して配置され、回転操作される操作部材とを有する光学装置であって、前記操作部材は、前記回転操作の回転軸を含む回転軸部と、前記回転軸から偏心した偏心部とを有し、前記偏心部は、前記光軸に沿って前記移動筒に形成された案内部に係合する係合部を含み、前記回転軸に直交する方向において、前記係合部の少なくとも一部は前記回転軸部の外側にあり、前記操作部材を回転させることにより、前記係合部が前記案内部に沿って前記移動筒に摺動すると共に前記光軸の周りで前記移動筒を回転させ、前記機構が前記移動筒を前記光軸に沿って移動させることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、光学特性の調整および小型の点で有利な光学装置を提供することができる。

実施例のレンズ装置１の断面図である。 実施例のレンズ装置１のフランジバック調整部の斜視図である。 実施例の操作部材９を固定筒８に挿入する状態を示す分解斜視図である。 実施例の穴部の拡大図である。 実施例のフランジバック調整部の拡大断面図である。 実施例の操作部材９の拡大図である。 実施例の変形例のフランジバック調整部の拡大断面図である。 実施例の変形例の穴部の拡大図である。 撮像装置の構成例を示す模式図である。

（実施例）
以下、図面を参照して、本発明の実施例によるレンズ装置１（光学装置）について説明する。図１は実施例におけるレンズ装置１の断面図を示す。

レンズ装置１には、複数の光学素子が設けられており、複数の光学素子は、第１レンズ２ａ、第２レンズ２ｂ、第３レンズ２ｃで構成されている。前固定群である第１レンズ２ａは前固定筒３に固定され、後述のフランジバック調整部により調整される対象である第２レンズ２ｂは移動筒５に固定され、リレー群である第３レンズ２ｃは後固定筒６に固定されている。

後固定筒６の端部には、レンズマウント７が備えられ、撮影時には不図示の撮像装置のマウント部に接続される。前固定筒３と後固定筒６との間には、固定筒８が設けられている。固定筒８には、フランジバック調整部が設けられている。前固定筒３と固定筒８は不図示の複数のネジによって結合されている。固定筒８と後固定筒６は、複数のネジ１０によって結合されている。固定筒８の内側には、第２レンズ２ｂを保持する移動筒５が配置されている。

第１レンズ２ａは、第１押え環１１ａを前固定筒３に形成されたネジ部に締結することにより前固定筒３に固定されている。第２レンズ２ｂは、第２押え環１１ｂを移動筒５に形成されたネジ部に締結することにより移動筒５に固定されている。第３レンズ２ｃは、第３押え環１１ｃを後固定筒６に形成されたネジ部に締結することにより後固定筒６に固定されている。なお、レンズ装置１は、実施例では説明を省くが、不図示の構造により、焦点調節、変倍、光量調節が可能である構成としてもよい。

図１と図２を参照して、フランジバック調整部について説明する。図２は、レンズ装置１のフランジバック調整部の斜視図である。フランジバック調整は、後述する操作部材９を回転することにより行われるが、操作部材９は、カバー部材１３に設けられたゴムキャップ１２（第２のキャップ部材）により、通常覆われている。カバー部材１３は、固定筒８の外周面に設けられ、ゴムキャップ１２をカバー部材１３に嵌めることにより、操作部材９やロックネジ１４（固定部材）が覆われるように設けられている。このゴムキャップ１２により、操作部材９やロックネジ１４は外観面に露出しない。カバー部材１３の材質は樹脂や金属であり、固定筒８の外周面に２本のネジ１５で固定されている。ゴムキャップ１２はゴムや樹脂等の弾性部材であり、カバー部材１３に圧入して固定されている。ゴムキャップ１２を外すと、操作部材９やロックネジ１４が外観面に露出する。

次に、図３～図５を参照して、移動筒５、固定筒８、操作部材９とキャップ部材１６（第１のキャップ部材）について説明する。図３は、操作部材９を固定筒８の内部に挿入する状態を示す分解斜視図である。図４は固定筒８に形成された非円形状の穴部（穴）の拡大図である。図５は、フランジバック調整部の拡大断面図である。

移動筒５は、略円筒形状をしており、内周部には第２レンズ２ｂを固定する第２押え環１１ｂが螺合され、外周部には複数条のネジ山を有したオスヘリコイドネジ部５ｂと直線溝５ａ（案内部）が光軸方向Ｈに沿って形成されている。

固定筒８には、操作部材９が貫通する非円形状の穴部が外周面から内周面へ貫通して形成されている。非円形状の穴部は、部分的な円弧を有する円弧部８ａと当該円弧部８ａに接続された逃げ部８ｃから形成され、その全体の形は略鍵穴形状である。円弧部８ａには、円弧面の一部に摺動面８ｂが形成され、その摺動面８ｂには操作部材９の回転軸部９ａが嵌合し、摺動面８ｂに回転軸部９ａが滑らかに摺動すると共に、摺動面８ｂは回転軸部９ａの倒れを抑制する。そして、逃げ部８ｃは、操作部材９の偏心軸部９ｂ（偏心部）が挿通可能なように形成されている。逃げ部８ｃは、円弧部８ａの回転軸部９ａ中心から光軸方向Ｈに沿って形成されている。すなわち、非円形状の穴部の長手方向は、光軸方向Ｈに沿っている。非円形状の穴部は、摺動面８ｂと逃げ部８ｃを一体的に形成して略鍵穴形状とすることで、操作部材９を固定筒８へ挿入可能としている。このようにして、操作部材９は、固定筒８を貫通して配置され、回転操作が可能となっている。

操作部材９は、回転操作の回転軸Ａ１を含む回転軸部９ａ、回転軸Ａ１から偏心した偏心軸部９ｂ、溝部９ｃ、円盤部９ｄと係合部９ｅによって構成されている。更に円盤部９ｄには円弧溝９ｆが貫通して形成されている。回転軸部９ａは、回転軸Ａ１に同軸であって、偏心軸部９ｂは、回転軸部９ａと平行であり、回転軸Ａ１から偏心して突出している。すなわち、偏心軸部９ｂは、回転軸部９ａよりも光軸Ｏに近づく方向に延出している。そして、偏心軸部９ｂの先端には係合部９ｅが形成されている。係合部９ｅは、光軸Ｏに沿って移動筒５の外周に形成された直線溝５ａと係合するが、直線溝５ａに係合している係合部９ｅは、直線溝５ａと接する球面を含み、少なくとも直線溝５ａの壁と接する範囲において略球形状である。また、回転軸Ａ１に直交する方向において、係合部９ｅの少なくとも一部は、回転軸部９ａの外側にある。そして、回転軸Ａ１から係合部９ｅの最外面までの距離Ｌ２は、回転軸部９ａの半径Ｌ１より長くなっており、このような操作部材９の形状により、レンズ装置１が大型化することなく、従来よりもフランジバック調整量を大きく確保できる。

溝部９ｃは、光学性能の調整操作時（フランジバック調整時）にマイナスドライバーなどの工具を差し込んで回転操作するための溝である。円盤部９ｄは固定筒８の外周の平面部８ｄに当接し、操作部材９は、光軸Ｏと直交する回転軸Ａ１の周りに滑らかに回転可能に固定筒８に配置されている。

そして、操作部材９の偏心軸部９ｂを固定筒８の逃げ部８ｃに挿通させた後、キャップ部材１６が非円形状の穴部に配される。より具体的には、逃げ部８ｃにキャップ部材１６が挿入される。キャップ部材１６の固定筒８への固定は、接着剤による接着、両面テープによる接着、または圧入による方法がとられている。キャップ部材１６の材質は、金属、樹脂またはゴム部材である。キャップ部材１６には、操作部材９の回転軸部９ａが摺動する円弧状の摺動面１６ａが形成されている。

メスヘリコイド１７は、前固定筒３に複数のネジ１８によって結合されている。メスヘリコイド１７には、内周部に複数条のネジ山を有したメスヘリコイドネジ部１７ａが形成されている。メスヘリコイドネジ部１７ａに移動筒５のオスヘリコイドネジ部５ｂが螺合しており、ヘリコイド機構による回転移動を直動に変換する変換機構（機構）により移動筒５は、光軸Ｏの周りでの移動筒５の回転により光軸Ｏに沿って移動する。なお、変換機構は、カム機構またはヘリコイド機構であってもよい。

図６は、固定筒８に組付けられた操作部材９の拡大図である。円盤部９ｄには、約１８０°の円弧を有する円弧溝９ｆが円盤部９ｄを貫通して形成されている。ロックネジ１４は、円弧溝９ｆの内に挿通され、固定筒８のネジ穴８ｅ（図４参照）に螺合される。

フランジバック調整部が調整範囲の略中心に位置する調整基準状態は、回転軸部９ａの回転軸Ａ１と偏心軸部９ｂの中心軸Ａ２が光軸方向Ｈに最も離れた状態である（例えば、図５参照）。ロックネジ１４には、その頭部に溝部１４ａが形成されており、溝部１４ａは、マイナスドライバーなどの工具を差し込んでロックネジ１４を回転操作するための溝である。ロックネジ１４を光軸Ｏに向かって送り込む方向に回転すると、操作部材９の円盤部９ｄは固定筒８の外周の平面部８ｄとロックネジ１４の頭部に挟持される。ロックネジ１４は、固定筒８に形成されたネジ穴８ｅに螺合することにより、操作部材９が回転操作されないように操作部材９を固定筒８に固定している。

上記のように構成されたレンズ装置１において、フランジバック調整を行う方法について図２、図５、図６を参照して、以下に説明する。

まず、フランジバック調整部のゴムキャップ１２を外し、露出したロックネジ１４をマイナスドライバー等の工具を用いて緩める。ロックネジ１４を緩めることにより、操作部材９の円盤部９ｄの保持が解除されるため、操作部材９は回転操作可能な状態となる。

次に、マイナスドライバー等の工具を用いて、操作部材９の溝部９ｃを回転操作する。回転操作範囲はロックネジ１４と円弧溝９ｆの溝端との当接により規制されるため、調整基準状態から右回り、左回りにそれぞれ約９０°の範囲となる。操作部材９を回転させることにより、係合部９ｅが直線溝５ａに沿って移動筒５に摺動すると共に光軸Ｏの周りで移動筒５を回転させる。

その回転をヘリコイド機構の変換機構が直動に変換し、移動筒５を光軸Ｏに沿って移動させる。移動筒５が光軸方向Ｈに移動することでバックフォーカスが変化するため、上記のような操作部材９の回転操作によりフランジバックの調整を行うことができる。フランジバック調整光学系（第２レンズ２ｂを保持する移動筒５）を適切な位置に調整したのち、ロックネジ１４を締め付け、調整位置を固定する。最後にフランジバック調整部のゴムキャップ１２を嵌めることでフランジバック調整の操作が完了する。

以上の説明より、レンズ装置１は、移動筒５のフランジバック調整量を大きくしてもフランジバック調整部が大型化することなく、小型・省スペースに構成することができる。また固定筒８の非円形状の穴部の逃げ部８ｃにキャップ部材１６が設けられることにより、レンズ装置１内部への防塵性や防滴性が向上する。またキャップ部材１６に操作部材９の回転軸部９ａが摺動する摺動面１６ａを設けることで、操作部材９の光軸方向Ｈへの倒れを抑制可能とし、フランジバック調整の調整時の精度を向上することができる。本実施例によれば、光学特性の調整および小型の点で有利な光学装置を提供することができる。

また非円形状の穴部の逃げ部８ｃは、操作部材９の回転軸部９ａ中心から光軸方向Ｈに沿って形成されることより、仮に操作部材９が逃げ部８ｃ側に倒れたとしても、係合部９ｅは光軸方向Ｈに沿って倒れるだけである。その結果、移動筒５の回転する作用力は、ほぼ発生しない。これより操作部材９の倒れにより、フランジバック量が変化することはほぼ無いので、操作部材９を回転させてフランジバック量を調整する時、安定した調整を可能とする。

（変形例）
図７は、本実施例の変形例であるフランジバック調整部の拡大断面図である。図８は、同変形例の固定筒２８に形成された非円形状の穴部（穴）の拡大図である。図７と図８より、本変形例について説明する。なお、実施例と同じ構成については、同じ部材番号を付すと共にその説明を省略し、異なる構成について説明をする。

実施例のフランジバック調整量を更に増やしたい場合は、回転軸Ａ１から偏心軸部２９ｂ（偏心部）の係合部２９ｅの最外面までの距離Ｌ２を操作部材２９の回転軸Ａ１から円盤部２９ｄ（フランジ部）の外形面までの距離Ｌ３以上に大きく設定してもよい。距離Ｌ２と距離Ｌ３との関係は、Ｌ２≧Ｌ３となる。すなわち、回転軸Ａ１に直交する方向において、係合部２９ｅの少なくとも一部は、固定筒２８を貫通しない操作部材２９の円盤部２９ｄの外側にある構成とする。このような構成においては、操作部材２９を挿通するために固定筒２８に形成された非円形状の穴部を構成する円弧部２８ａに接続している逃げ部２８ｃが大きくなる。そして、逃げ部２８ｃが大きくなることに応じて、キャップ部材２６（第１のキャップ部材）も大きくなるが、しかしながらフランジバック調整部は大型化しない。

この大型化しない理由として、ゴムキャップ１２とカバー部材１３を大型化せずに上記フランジバック調整部を成立することが可能であるからである。第一に、キャップ部材２６は大きくなり、操作部材２９の円盤部２９ｄの外形面から光軸方向Ｈに突出するが、キャップ部材２６の突出部２６ａは後固定筒６に隠されているため、外観上の影響は少ない。キャップ部材２６は、固定筒２８へ接着剤による接着、両面テープによる接着、または圧入によって固定されていることより、カバー部材１３と後固定筒６の隙間より水やゴミなどが侵入しても、固定筒２８の内部まで水やゴミは侵入しない。本変形例によれば、光学特性の調整および小型の点で有利な光学装置を提供することができる。

（適用例）
図９は、例えば本発明の実施例に係るレンズ装置１を用いるカメラ装置１００（撮像装置）の構成例を示す模式図である。図９に示す撮像装置は、レンズ装置１と、レンズ装置１により形成された像を撮る撮像素子１００ｂを有するカメラ本体１００ａで構成されたカメラ装置１００とを含んで構成されている。また、撮像装置は、カメラ装置１００のカメラ本体１００ａ（撮像装置本体）からレンズ装置１が着脱可能に装着される構成としてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例、変形例および適用例について説明したが、本発明はこれらの実施例、変形例および適用例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ レンズ装置（光学装置）
２ｂ 第２レンズ（光学素子）
５ 移動筒
５ａ 直線溝（案内部）
８、２８ 固定筒
９、２９ 操作部材
９ａ 回転軸部
９ｂ、２９ｂ 偏心軸部（偏心部）
９ｅ、２９ｅ 係合部
２９ｄ 円盤部（フランジ部）
１２ ゴムキャップ（第２のキャップ部材）
１６ キャップ部材（第１のキャップ部材）
１６ａ 摺動面
１４ ロックネジ（固定部材）
１００ カメラ装置（撮像装置）
Ａ１ 回転軸
Ｏ 光軸

Claims (12)

1. 固定筒と、
   前記固定筒の内側に配置され、光学素子を保持する移動筒と、
   光軸の周りでの前記移動筒の回転により前記移動筒を前記光軸に沿って移動させる機構と、
   前記固定筒を貫通して配置され、回転操作される操作部材とを有する光学装置であって、
   前記操作部材は、前記回転操作の回転軸を含む回転軸部と、前記回転軸から偏心した偏心部とを有し、
   前記偏心部は、前記光軸に沿って前記移動筒に形成された案内部に係合する係合部を含み、
   前記回転軸に直交する方向において、前記係合部の少なくとも一部は前記回転軸部の外側にあり、
   前記操作部材を回転させることにより、前記係合部が前記案内部に沿って前記移動筒に摺動すると共に前記光軸の周りで前記移動筒を回転させ、前記機構が前記移動筒を前記光軸に沿って移動させることを特徴とする光学装置。
2. 前記固定筒には、前記操作部材が貫通する非円形状の穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記穴には、第１のキャップ部材が配されていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
4. 前記第１のキャップ部材は、前記回転軸部が摺動する摺動面を含むことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
5. 前記穴の長手方向は、前記光軸に沿っていることを特徴とする請求項２ないし４の何れか１項に記載の光学装置。
6. 前記機構は、カム機構またはヘリコイド機構を含むことを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の光学装置。
7. 前記係合部は、前記案内部と接する球面を含むことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の光学装置。
8. 前記回転軸に直交する方向において、前記係合部の少なくとも一部は、前記固定筒を貫通しない前記操作部材のフランジ部の外側にあることを特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の光学装置。
9. 前記操作部材が回転操作されないように前記操作部材を前記固定筒に固定する固定部材を有することを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載の光学装置。
10. 前記操作部材と前記固定部材とを覆う第２のキャップ部材を有することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
11. 撮像装置本体に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の光学装置。
12. 請求項１ないし１１の何れか１項に記載の光学装置と、前記光学装置により形成された像を撮る撮像素子とを含むことを特徴とする撮像装置。

Images