JP4857035B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ及び交換レンズ等の光学機器に関する。

光学機器において、レンズを内部に収容する鏡筒は複数の部材（鏡筒構成部材）を組み合わせて構成される。そして、これら複数の鏡筒構成部材は、組立性や結合の確実性及び分解の容易さを考慮して、ビス締めによって結合される場合が多い（例えば、特許文献１，２参照）。

図１１には、従来のビデオカメラを模式的に示している。１０１はレンズ鏡筒、１０２は記録再生ユニットである。１０３は電気回路基板、１０４は液晶表示装置である。さらに、１０５はバッテリ、１０６は外装部材である。

レンズ鏡筒１０１の外周には、その光軸方向に配置された複数の鏡筒構成部材を光軸に平行な方向に延びるビスで結合するためのフランジ部１０１ａ〜１０１ｃが設けられている。
特開２００１−２９０１８４号公報（段落００３１、図１等） 特開２００３−２９５２４９号公報（段落００２１、図１等）

光学機器のレンズ鏡筒内には、複数のレンズ、絞り及びＮＤフィルタといった光学素子やこれらを駆動するアクチュエータをはじめ、防振レンズユニットや可動光学素子の位置を検出する検出器等の多くの部材が組み込まれる。その一方、携帯性や収納性の向上のために、光学機器の小型化や出っ張りの少ないデザインが求められている。

しかしながら、図１１に示すように、複数の鏡筒構成部材をビス結合するためにレンズ鏡筒１０１にフランジ部１０１ａ〜１０１ｃがあると、外装部材１０６に該フランジ部の出っ張りに対応した凸部１０６ａ，１０６ｂを設ける必要がある。若しくは、破線１０６ｃで示すように、外装部材１０６をレンズ鏡筒１０１に比べて大きく形成する必要がある。つまり、光学機器の小型化や出っ張りの少ないデザインが困難となる。

一般に、レンズ鏡筒は光学機器の先端部に比較的大きな容積を占めるように配置されるため、レンズ鏡筒に近接する外装部材の凸部や大型化は、光学機器全体のサイズ増加に大きく影響する。

本発明は、複数の鏡筒構成部材を結合する部分の出っ張りを小さくすることができ、しかも組立容易性や分解容易性が良好な光学機器を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての光学機器は、レンズを内部に収容する鏡筒を構成する第１の部材及び第２の部材と、前記第１の部材及び前記第２の部材を結合させる結合部材とを有し、前記結合部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材の外面に沿って配置される板状の部材であって、前記第１の部材及び前記第２の部材への組み付けによって弾性変形し、前記弾性変形によって生じた弾性力によって前記第１の部材及び前記第２の部材を互いに引き込んで結合させる機能を備えており、前記第１の部材の外周には第１の突起部が形成され、前記第２の部材の外周には第２の突起部が形成され、前記第１の突起部及び前記第２の突起部は、互いに光軸方向において組み合わされて前記結合部材の開口内に挿入され、前記第１の突起部の前記第２の突起部とは反対側には前記結合部材の一対の第１の斜面に当接可能な一対の斜面が、前記第２の突起部の前記第１の突起部とは反対側には前記結合部材の一対の第２の斜面に当接可能な一対の斜面がそれぞれ形成され、前記一対の第１の斜面及び前記一対の第２の斜面は、それぞれ前記第１の部材及び前記第２の部材の引き込み方向に平行な軸について対称な一対の斜面となるように、前記軸に対して同一角度で傾斜していることを特徴とする。

本発明によれば、薄い金属板等によって構成可能な結合部材の弾性力（復元力）により第１及び第２の部材を互いに引き込むように結合させる。このため、第１及び第２の部材にビス結合用のフランジ部を設ける場合に比べて、結合部分の出っ張りを小さくすることができる。したがって、光学機器を小型化することができる。しかも、組立容易性及び分解容易性も確保することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２は、本発明の実施例であるビデオカメラ（光学機器）のレンズ鏡筒部の構成を示している。本実施例のレンズ鏡筒部には、物体側から凸凹凸凸の４つのレンズユニットを備えた変倍光学系が収容されている。図１はレンズ鏡筒部の分解斜視図、図２は該レンズ鏡筒部の断面図である。以下の説明において、物体側（図１，２の左側）を前側といい、像側（同右側）を後側という。

これらの図において、Ｌ１は固定の第１レンズユニット、Ｌ２は光軸方向に移動して変倍を行う第２レンズユニットである。第３レンズユニットＬ３は、光軸ＡＸＬに直交する平面（光軸直交面）内で移動して像振れを補正する防振レンズユニットである。防振レンズユニットＬ３は、前側及び後側のレンズコンポーネントＬ３ａ，Ｌ３ｂにより構成され、これらは一体として光軸直交面内で移動する。Ｌ４は光軸方向に移動して焦点調節動作を行う第４レンズユニットである。

１は第１レンズユニットＬ１を保持する第１鏡筒、２は前側固定筒、３は結合部材としての第１結合板金である。第１鏡筒１は、２本のビスと第１結合板金３によって前側固定筒２に光軸方向にて結合される。第１結合板金３に関して、第１鏡筒１及び前側固定筒２は第１及び第２の部材となる。この締結方法の詳細については後述する。

４は第２レンズユニットＬ２を保持する第２移動枠である。５は防振ユニットであり、第３レンズユニットＬ３を構成するレンズコンポーネントＬ３ａ，Ｌ３ｂを保持して光軸直交面内で移動する可動部５ａと、該可動部５ａを光軸直交面内で移動可能に保持する固定部５ｂとを有する。

６は第４レンズユニットＬ４を保持する第４移動枠である。７はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子９を保持する後側固定筒である。該後側固定筒７と前述した前側固定筒２，防振ユニット５の固定部５ｂ及び後述するズームモータ１６のモータ支持板１６ｂは鏡筒構成部材であり、これらが互いに結合されることで、内部に変倍光学系を収容する鏡筒が構成される。

撮像素子９は、変倍光学系によって形成された光学像を電気信号に変換する。８は撮像素子９に向かう光に対する赤外カット機能とローパスフィルタ機能とを有する光学フィルタである。

１０は結合部材としての第２結合板金である。前側固定筒２と後側固定筒７は、これらの間に防振ユニット５を挟んで、１本のビスと２つの第２結合板金１０とにより光軸方向にて結合される。第２結合板金１０に関して、前側固定筒２及び後側固定筒７は第１及び第２の部材となる。この結合方法の詳細については後述する。

１１及び１２は、第２移動枠４を光軸方向に直進案内するガイドバーであり、それぞれの前後端部が前側固定筒２と後側固定筒７とにより保持されている。

１３及び１４は、第４移動枠６を光軸方向に直進案内するガイドバーであり、それぞれ前後端部が防振ユニット５の固定部５ｂと後側固定筒７とにより保持されている。

１５は撮像素子９に結像される被写体の明るさ（光量）を調節する光量調節ユニット（絞りユニット）である。該光量調節ユニット１５は、２枚の絞り羽根１５ｄ（図２参照）をモータ（メータ）１５ａで互いに逆方向に移動させて開口径を増減させる、いわゆるギロチン式の光量調節ユニットである。該光量調節ユニットは、ＮＤフィルタ１５ｅ（図２参照）をモータ１５ｂによって光路に対して進退させることでも光量を調節する。２枚の絞り羽根１５ｄとＮＤフィルタ１５ｅは、第３レンズユニットの２つのレンズコンポーネントＬ３ａ，Ｌ３ｂ間に配置されている。光量調節ユニット１５は、防振ユニット５の固定部５ｂに１本のビスで固定されている。

１６は第２レンズユニットＬ２を光軸方向に移動させるアクチュエータとしてのズームモータであり、ステッピングモータ等により構成されている。ズームモータ１６の出力軸にリードスクリュー１６ａが形成されており、該リードスクリュー１６ａには第２移動枠４に取り付けられたラック４ａが係合している。このため、ズームモータ１６が作動してリードスクリュー１６ａが回転すると、第２移動枠４及び第２レンズユニットＬ２が光軸方向に移動する。

なお、第２移動枠４、ガイドバー１１，１２、ラック４ａ及びリードスクリュー１６ａはそれぞれ、図示しない捩りコイルバネによって互いに片寄せされてガタが除去されている。また、ズームモータ１６は、板金を折り曲げ加工等して製作されたモータ支持板１６ｂによって支持されている。

１７は結合部材としてのモータ結合板金であり、モータ支持板１６ｂは、１本のビスとモータ結合板金１７とにより前側固定筒２（防振ユニット５）に結合される。前側固定筒２（防振ユニット５）及びモータ支持板１６ｂは、モータ結合板金１７に関して、第１及び第２の部材となる。この結合方法の詳細については後述する。

２５はフォトインタラプタであり、第２移動枠４に形成された遮光部４ｂの光軸方向への移動による遮光状態／透光状態の切り替わりを検出し、第２レンズユニットＬ２の基準位置を検出するズームリセットスイッチとして機能する。

１８は光軸方向視において矩形形状に形成された空芯コイルであり、第４移動枠６に接着により固定されている。１９は磁気回路ユニット（第３の部材）であり、図２の断面において前方に向かって開口したＵ字形状のヨーク１９ａと、ヨーク１９ａの上部内側に接着により固定されたマグネット１９ｂと、ヨーク１９ａの前端に固定されて磁気回路を閉じるヨーク１９ｃとを有する。空芯コイル１８および磁気回路ユニット１９により、第４レンズユニットＬ４（第４移動枠６）を光軸方向に移動させるフォーカスアクチュエータが構成される。

マグネット１９ｂは、その厚み方向に着磁されており、図２において、空芯コイル１８との隙間に光軸ＡＸＬに向かって紙面に平行な磁束を磁気回路に発生させている。空芯コイル１８のコイル線材は、ヨーク１９ａの内側では、図２の紙面に垂直な方向における手前から奥に向かって巻き回されている。また、ヨーク１９ａの外側（下側）では、奥から手前に向かって巻き回されている。したがって、空芯コイル１８に通電されて磁束が発生すると、磁気回路ユニット１９において発生した磁束との相互作用によって空芯コイル１８に光軸方向の力が生じる。

図１に示すように、第４移動枠６に接着固定された空芯コイル１８は、ヨーク１９ｃをヨーク１９ａに取り付ける前に該ヨーク１９ａに対して組み込まれ、その後ヨーク１９ｃをヨーク１９ａに取り付けることで、磁気回路が閉じられる。

ヨーク１９ａの上部には、雌ネジ穴１９ｄが形成されている。この雌ネジ穴１９ｄに、第２結合板金１０と後部鏡筒７に形成されたビス穴７ｂを貫通したビス３１がねじ込まれることで、第２結合板金１０、後部鏡筒７および磁気回路ユニット１９が共締め固定される。

２０はその長手方向に光学的に規則性のあるパターンが形成された光学スケールである。光学スケール２０は、第４移動枠６に長手方向が光軸方向に平行となるように接着により固定されている。

２１は光学ヘッドであり、後部鏡筒７に光学スケール２０に対向するようにビスにて固定される。光学ヘッド２１から投射された光束が光学スケール２０のパターンで反射されることで、光学ヘッド２１に設けられた複数の受光素子上に規則性のある濃淡パターン像が形成される。該複数の受光素子からの電気信号を処理することで、９０度の位相差を有する２相の正弦波状の変位信号が得られる。これらの変位信号により、光学スケール２０と光学ヘッド２１の光軸方向の相対的な移動量と移動方向とを判定できる。ただし、変位信号は繰り返し信号であり、これからは絶対的な位置を判断することができない。このため、ビデオカメラの電源投入時等に第４移動枠６を後側固定筒７に突き当てて初期位置出しが行われ、その後の変位信号の変化を検出することで絶対的な位置を判断する。

次に、第１結合板金３による第１鏡筒１と前側固定筒２との結合方法について、図３Ａ，３Ｂ，４Ａおよび４Ｂを用いて説明する。

図３Ａ，３Ｂは第１結合板金３及び第２結合板金１０とによる前述した第１及び第２の部材の結合を説明する斜視図であり、図３Ａは結合板金３，１０を組み付けた状態を、図３Ｂは結合部材３，１０の組み付け前の状態の分解斜視図である。また、図４Ａは、結合部材３，１０の組み込み状態での平面図である。

第１結合板金３は、金属の薄板、例えばバネ用リン青銅板を、プレス打ち抜き及び曲げ加工して形成され、第１鏡筒１及び前側固定筒２の外周面と同一の曲率で緩やかに曲げられている。第１結合板金３は、第１鏡筒１及び前側固定筒２にこれらの外周面のうち上面に沿って組み付けられることで、これらを互いに光軸方向にて引き込んで結合させる。以下、第１鏡筒１及び前側固定筒２が互いに引き込まれる方向を引き込み方向という。

第１結合板金３の前後端部には、図２にも示すように、第１鏡筒１及び前側固定筒２の外周面から内周側に入り込んで、第１結合板金３の第１鏡筒１及び前側固定筒２からの外れ（脱落）を防止するための外れ防止部としての引っ掛け部３ａ，３ｂを有している。

また、第１結合板金３の内側には、ひとつながりの開口３ｆが形成されている。この開口３ｆは、プレス打ち抜き加工において単一のパンチで打ち抜くことができるため、開口３ｆの形状精度を良くすることができる。

開口３ｆの縁部のうち前側には一対の斜面３ｃが形成され、後側には一対の斜面３ｄが形成されている。図４Ａに示すように、一対の斜面３ｃ及び一対の斜面３ｄはそれぞれ、引き込み方向に延びる軸Ｌについて対称な一対の斜面となるように、該軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している。

一方、第１鏡筒１及び前側固定筒２の外周には、互いに光軸方向において組み合わされて第１結合板金３の開口３ｆ内に挿入される突起部１ａ，２ａが形成されている。突起部１ａの前側には第１結合板金３の一対の斜面３ｃに当接可能な一対の斜面１ａ１が、突起部２ａの後側には第１結合板金３の一対の斜面３ｄに当接可能な一対の斜面２ａ１がそれぞれ形成されている。これらの一対の斜面１ａ１，２ａ１も、それぞれ軸Ｌについて対称な一対の斜面となるように、該軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している。

ここで、第１結合板金３の斜面３ｃ，３ｄ間の軸Ｌ方向寸法は、突起部１ａの斜面１ａ１と突起部２ａの斜面２ａ１間の軸Ｌ方向寸法よりも小さい。したがって、開口３ｆ内に突起部１ａ，２ａが挿入されて第１鏡筒１及び前側固定筒２に組み付けられた第１結合板金３は、軸Ｌ方向に広がるように弾性変形する。

そして、図４Ｂに拡大して示すように、弾性変形によって第１結合板金３に生じた弾性力（復元力）Ｆは、斜面３ｃ，３ｄから斜面１ａ１，２ａ１を介して突起部１ａ，２ａに作用する。弾性力Ｆの方向は、軸Ｌ（引き込み方向）に対して角度θだけ傾いているため、弾性力Ｆの軸Ｌ方向の分力は、突起部１ａ，２ａ、つまりは第１鏡筒１及び前側固定筒２を互いに引き込む力Ｆ１として作用する。この引き込む力Ｆ１により、第１鏡筒１及び前側固定筒２は互いに光軸方向において結合される。

また、弾性力Ｆの軸Ｌに直交する方向の分力Ｆ２は、同方向への突起部１ａ，２ａの相対変位を抑えるように作用する。したがって、第１鏡筒１及び前側固定筒２は互いに偏心することなく結合される。

なお、第１結合板金３を第１鏡筒１及び前側固定筒２に組み付ける際には、まず第１結合板金３の後側の引っ掛け部３ｂを、前側固定筒２の庇部２ｂ（図２参照）の内周側に入り込ませて引っ掛ける。次に、冶具で開口３ｆを軸Ｌ方向に広げた状態で、開口３ｆ内に突起部１ａ，２ａを挿入しながら前側の引っ掛け部３ａを第１鏡筒１の庇部１ｂの内周側に入り込ませて引っ掛ける。これにより、第１結合板金３の第１鏡筒１及び前側固定筒２からの脱落が防止される。

さらに、第１鏡筒１における突起部１ａよりも光軸（軸Ｌ）方向後側であって、軸Ｌを挟んだ両側には変形制限部としての一対の突起部１ｃが設けられており、これら突起部１ｃと前側固定筒２の突起部２ａとの間には、第１結合板金３の後側部分３ｅが挿入されている。通常の組み込み状態では、突起部１ｃと第１結合板金３の後側部分３ｅとは軸Ｌ方向に離間している。一方、第１鏡筒１と前側固定筒２に、光軸方向に引き離す方向の外力が加わると、第１結合板金３は開口３ｆが若干広がる方向に弾性変形する。しかし、第１結合板金３の後側部分３ｅが突起部１ｃに当接することで、それ以上の第１結合板金３の変形が阻止される。このため、第１鏡筒１と前側固定筒２とを結合状態から光軸方向に引き離すことはできない。

次に、第２結合板金１０による前側固定筒２、防振ユニット５及び後側固定筒７の結合方法について、図３Ａ，３Ｂ，４Ａおよび４Ｂを用いて説明する。

第２結合板金１０は、第１結合板金３と同様に、金属の薄板、例えばバネ用リン青銅板を、プレス打ち抜き及び曲げ加工して形成されている。第２結合板金１０は、前側固定筒２、防振ユニット５及び後側固定筒７に、これらの外周面に沿って組み付けられる。これにより、防振ユニット５を間に挟んで前側固定筒２と後側固定筒７とが互いに光軸方向にて引き込まれて結合される。以下、前側固定筒２及び後側固定筒７が互いに引き込まれる方向を引き込み方向という。なお、本実施例では、２つの第２結合板金１０が前側固定筒２及び後側固定筒７の上面と側面に組み付けられるが、該２つの第２結合板金１０は同一形状を有するため、以下では、１つの第２結合板金１０について説明する。

第２結合板金１０は、その前端部に、図２にも示すように、前側固定筒２の外周面から内周側に入り込んで、第２結合板金１０の前側固定筒２からの外れ（脱落）を防止するための外れ防止部としての引っ掛け部１０ａを有している。また、第２結合板金１０の後端部には外れ防止部としてのビス穴１０ｂが形成されており、ここに前述したビス３１を挿入して締め付けることで、第２結合板金１０の後側固定筒７からの外れ（脱落）が防止される。なお、第２結合板金１０は、引っ掛け部１０ａ以外の部分は、平板形状に形成されている。

そして、第２結合板金１０の光軸方向中間部には、ひとつながりの開口１０ｆが形成されている。この開口１０ｆは、プレス打ち抜き加工において単一のパンチで打ち抜くことができるため、開口１０ｆの形状精度を良くすることができる。

開口１０ｆの縁部のうち前側には一対の斜面１０ｃが形成されている。図４Ａに示すように、一対の斜面１０ｃは、引き込み方向に延びる軸Ｌについて対称な一対の斜面となるように、該軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している。また、開口１０ｆの縁部のうち後端には、軸Ｌに直交する面１０ｄが形成されている。さらに、開口１０ｆの縁部のうち後部には、軸Ｌの両側において該軸Ｌに平行に延びる一対の面１０ｅが形成されている。

一方、前側固定筒２、防振ユニット５及び後側固定筒７の外周には、互いに光軸方向において組み合わされて第２結合板金１０の開口１０ｆ内に挿入される突起部２ｃ，５ｇ，７ａが形成されている。突起部２ｃの前側には第２結合板金１０の一対の斜面１０ｃに当接可能な一対の斜面２ｃ１が形成されている。この一対の斜面２ｃ１も、軸Ｌについて対称な一対の斜面となるように、該軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している。また、突起部７ａの後側には、第２結合板金１０の面１０ｄに当接可能な面７ａ１が形成され、該突起部７ａの軸Ｌの両側には、第２結合板金１０の一対の面１０ｅに当接可能な軸Ｌに平行な一対の面７ａ２が形成されている。

ここで、第２結合板金１０の斜面１０ｃと面１０ｄ間の軸Ｌ方向寸法は、防振ユニット１５の突起部５ｇを挟んだ状態において突起部２ｃの斜面２ｃ１と突起部７ａの面７ａ１間の軸Ｌ方向寸法よりも小さい。したがって、開口１０ｆ内に突起部２ｃ，５ｇ，７ａが挿入されて前側固定筒２及び後側固定筒７に組み付けられた第２結合板金１０は、軸Ｌに対して直交する方向のうち図４Ａの紙面に平行な方向に広がるように弾性変形する。

そして、図４Ｃに拡大して示すように、弾性変形によって第２結合板金１０に生じた弾性力（復元力）Ｆは、斜面１０ｃ及び面１０ｄからそれぞれ斜面２ｃ１及び面７ａ１を介して突起部２ｃ，７ａに作用する。突起部２ｃに作用する弾性力Ｆの方向は、軸Ｌ（引き込み方向）に対して角度θだけ傾いているため、弾性力Ｆの軸Ｌ方向の分力Ｆ１が突起部２ｃを後方に押す。一方、突起部７ａには、第２結合板金１０の弾性力Ｆが、面１０ｄ，７ａ１を介して軸Ｌ方向前方に作用する。したがって、前側固定筒２と後側固定筒７は、それらの間に防振ユニット５を挟んで互いに引き込まれるように光軸方向において結合される。

また、突起部２ｃに作用する弾性力のうち軸Ｌに直交する方向の分力Ｆ２は、第２結合板金１０の一対の面１０ｅに一対の面７ａ２にて係合した突起部７ａに対して同方向への突起部２ｃの相対変位を抑えるように作用する。また、第２結合板金１０の一対の面１０ｅより前側の内角部１０ｇが防振ユニット５の突起部５ｇの後側の角部５ｇ１に当接することで、突起部２ｃ，５ｇの軸Ｌに直交する方向の相対変位も抑えられる。したがって、前側固定筒２、防振ユニット５及び後側固定筒７は互いに偏心することなく結合される。

なお、第２結合板金１０を前側固定筒２及び後側固定筒７に組み付ける際には、まず第２結合板金１０の前側の引っ掛け部１０ａを、前側固定筒２の庇部２ｇ（図２参照）の内周側に入り込ませて引っ掛ける。次に、冶具で開口１０ｆを光軸方向に広げた状態で、開口１０ｆ内に突起部２ｃ，５ｇ，７ａを挿入し、ビス穴１０ｂに挿入したビス３１を後側固定筒７に形成されたビス穴７ｂを通し、さらにヨーク１９ａに形成された雌ネジ穴１９ｄにねじ込む。これらにより、第２結合板金１０の前側固定筒２及び後側固定筒７からの脱落が防止される。

さらに、前側固定筒２における突起部２ｃから軸Ｌに直交する方向に離間した位置には、変形制限部としての一対の突起部２ｄが設けられており、突起部２ｃ，２ｄの間には、第２結合板金１０の側部が挿入されている。通常の組み込み状態では、突起部２ｄと第２結合板金１０の側部とは軸Ｌに直交する方向に離間している。一方、前側固定筒２と後側固定筒７に光軸方向に引き離す方向の外力が加わると、第２結合板金１０は開口１０ｆが軸Ｌに直交する方向に広がるよう若干弾性変形する。しかし、第２結合板金１０の側部が突起部２ｄに当接することで、それ以上の第２結合板金１０の変形が阻止される。このため、前側固定筒２と後側固定筒７とを結合状態から光軸方向に引き離すことはできない。

次に、前側固定筒２と防振ユニット５の固定部５ｂと後側固定筒７との光軸直交面内での位置決め方法について、図１及び図５を用いて説明する。図５は、レンズ鏡筒部を後方から見たときの分解斜視図である。

図５において、２ｅは前側固定筒２の後端面に設けられた位置決めピンである。５ｃは防振ユニット５の固定部５ｂに設けられた位置決め穴である。図１において、７ｄは後側固定筒７に設けられた位置決め穴である。位置決め穴５ｃ，７ｄには、位置決めピン２ｅが挿入される。

図１において７ｃは後側固定筒７に設けられた位置決めピンであり、位置決め穴７ｄとは光軸ＡＸＬを挟んだ反対側の位置にある。

図５において、５ｄは防振ユニット５の固定部５ｂにおける位置決め穴５ｃとは光軸ＡＸＬを挟んだ反対側の位置に設けられた位置決め溝である。２ｆは前側固定筒２の後端面における位置決めピン２ｅとは光軸ＡＸＬを挟んだ反対側の位置に設けられた位置決め溝である。位置決めピン２ｅを位置決め穴５ｃ，７ｄに、位置決めピン７ｃを位置決め溝５ｄ，２ｆに挿入することで、前側固定筒２、防振ユニット５の固定部５ｂ及び後側固定筒７の光軸が一致し、この状態で１本のビスと第２結合板金１０とを用いてこれら３つの鏡筒構成部材を結合させる。

位置決めピン２ｅと位置決め穴５ｃ，７ｄからなる３つの鏡筒構成部材の位置決め用係合部は、光軸ＡＸＬから見てレンズ鏡筒部の側面における第２結合板金１０の組み付け領域（突起部２ｃ，５ｇ，７ａ）と同じ方向Ｅ、つまり同じ角度位相に設けられている。言い換えれば、位置決め用係合部（位置決め構成）は、第２結合板金１０の組み付け領域の内周側（光軸ＡＸＬに近い側）に設けられている。また、光軸方向からレンズ鏡筒部を見た場合、第２結合板金１０の後側部分の脱落を防止するビス３１が取り付けられたビス止め部と上記位置決め用係合部とは光軸方向において重なっている。

すなわち、位置決め用係合部と第２結合板金１０の組み付け領域とビス止め部とを光軸回りにおける同一角度位相に設けて互いに光軸方向に位置をずらすことで、これらの配置スペースを大幅に削減しつつ、３つの鏡筒構成部材の位置決めと結合を行っている。

次に、第２結合板金１０の脱落防止構造と防振ユニット５との関係について、図２及び図６を用いて説明する。図２に対して、図６は防振ユニット５の可動部５ａが矢印Ｄ方向に可動端まで変位した状態（防振ユニット５の作動状態）を示す。

図２において、防振ユニット５の固定部５ｂの一部５ｅと可動部５ａの一部５ｆとは互いに離間しているが、図６では同部５ｅ，５ｆが互いに当接している。また、図６では、前側固定筒２に形成された開口部２ｈ（図１，図３Ａ及び図５も参照）に可動部５ａの一部が入り込んでいる。第２結合板金１０の脱落防止構造である前側の引っ掛け部１０ａと後側のビス止め部は、光軸方向から見た場合、防振ユニット５（特に可動部５ａ）の一部と常に光軸方向にて重なっている。

このように、本実施例では、防振ユニット５を挟んで前側固定筒２と後側固定筒７を結合し、防振ユニット５の光軸方向前後に第２結合板金１０の脱落防止構造を設けている。これにより、第２結合板金１０によるこれら３つの鏡筒構成部材の結合と第２結合板金１０の脱落防止を行うスペースを大幅に削減している。特に、前側固定筒２の開口部２ｈ内に防振ユニット５の可動部５ａを入り込ませることで、より有効にスペースを使うことができる。

次に、モータ結合板金１７によるズームモータ１６（モータ支持板１６ｂ）と前側固定筒２及び防振ユニット５の固定部５ｂとの結合方法について、図７Ａ，７Ｂ及び８を用いて説明する。

図７Ａ，７Ｂは、モータ結合板金１７の組み付け方法を説明する斜視図であり、図７Ａは組み付け完了状態を、図７Ｂはモータ結合板金１７の組み付け前の状態を示す。図８は、モータ結合板金１７の組み付け完了後の状態を示す平面図である。ズームモータ１６は前側固定筒２に対して固定されるが、モータ結合板金１７による引き込みは、前側固定筒２の一部を間に挟んだモータ支持板１６ｂと防振ユニット５の固定部５ｂとの間で行われる。以下、モータ支持板１６ｂ及び防振ユニット５の固定部５ｂが互いに引き込まれる方向を引き込み方向という。

モータ結合板金１７は、第１及び第２結合板金３，１０と同様に、金属の薄板、例えばバネ用リン青銅板を、プレス打ち抜き及び曲げ加工して製作される。モータ結合板金１７は、引き込み方向における一方の先端に固定部５ｂからの外れ（脱落）を防止するための引っ掛け部１７ａを有する。また、引き込み方向における他方の先端には、引き込み方向に対して９０度折り曲げられた曲げ部１７ｂを有する。曲げ部１７ｂには、ビス穴１７ｇが形成されており、ここにビス３２を挿入してモータ支持板１６ｂに形成された雌ネジ部１６ｃに締め込むことで、モータ結合板金１７のモータ支持板１６ｂからの外れ（脱落）が防止される。なお、モータ結合板金１７は、引っ掛け部１７ａ及び曲げ部１７ｂ以外の部分は、平板形状に形成されている。

モータ結合板金１７の中間部には、ひとつながりの開口１７ｆが形成されている。この開口１７ｆは、プレス打ち抜き加工において単一のパンチで打ち抜くことができるため、開口１７ｆの形状精度を良くすることができる。

開口１７ｆの縁部のうち上記一方の先端側には、一対の斜面１７ｃが形成されている。図８に示すように、一対の斜面１７ｃは、引き込み方向に延びる軸Ｌについて対称な一対の斜面となるように、該軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している。

また、モータ結合板金１７には、他方の先端側の部分から開口１７ｆの内方に突出する突出部が設けられており、該突出部の内側には、開口１７ｅが形成されている。そして、モータ結合板金１７の一方の先端側部分と他方の先端側部分とを繋ぐように、軸Ｌの両側には、一対の接続部１７ｄが設けられている。

一方、防振ユニット５の固定部５ｂには、突起部５ｉが設けられており、この突起部５ｉには、軸Ｌについて対称な一対の斜面（軸Ｌに対して同一角度θで傾斜している斜面）斜面５ｉ１が設けられている。

ここで、モータ結合板金１７の斜面１７ｃと曲げ部１７ｂ間の軸Ｌ方向寸法は、防振ユニット１５の突起部５ｉの斜面５ｉ１とモータ支持板１６ｂの外面間の軸Ｌ方向寸法よりも小さい。このため、曲げ部１７ｂがモータ支持板１６ｂの外面に当接し、開口１７ｆ内に突起部５ｉが挿入されてモータ支持板１６ｂ及び固定部５ｂに組み付けられたモータ結合板金１７では、接続部１７ｄに曲げや捩れの弾性変形が生じ、開口１０７ｆが軸Ｌ方向に広がる。

そして、この弾性変形によってモータ結合板金１７に生じた弾性力（復元力）Ｆは、斜面１７ｃ及び曲げ部１７ｂからそれぞれ斜面５ｉ１及びモータ支持板１６ｂの外面を介して突起部５ｉ及びモータ支持板１６ｂに作用する。突起部５ｉに作用する弾性力Ｆの方向は、軸Ｌ（引き込み方向）に対して角度θだけ傾いているため、弾性力Ｆの軸Ｌ方向の分力が突起部５ｉをモータ支持板１６ｂ側に押す。一方、モータ支持板１６ｂには、弾性力Ｆが、軸Ｌ方向における突起部５ｉ側に作用する。したがって、モータ支持板１６ｂと固定部５ｂは、それらの間に前側固定筒２の一部を挟んで互いに引き込まれるように軸Ｌ方向において結合される。

また、突起部５ｉに作用する弾性力のうち軸Ｌに直交する方向の分力は、固定部５ｂとモータ支持板１６ｂとの同方向への相対変位を抑えるように作用する。

なお、モータ結合板金１７をモータ支持板１６ｂ及び固定部５ｂに組み付ける際には、まずモータ結合板金１７の引っ掛け部１７ａを、後部固定筒７に形成された開口部７ｄ（図７Ｂ参照）に入り込ませて引っ掛ける。次に、冶具で開口１７ｆを光軸方向に広げた状態で、開口１７ｆ，１７ｅ内に突起部５ｉ，５ｈを挿入し、ビス穴１７ｇに挿入したビス３２をモータ支持板１６ｂに形成された雌ネジ穴１６ｃにねじ込む。これらにより、モータ結合板金１７の固定部５ｂ及びモータ支持板１６ｂからの脱落が防止される。

さらに、防振ユニット５の固定部５ｂには、変形制限部としての突起部５ｈが設けられており、この突起部５ｈは、モータ結合板金１７の開口１７ｅ内に挿入される。通常の組み込み状態では、突起部５ｈと開口１７ｅの縁部とは軸Ｌ方向にて離間している。

ズームモータ１６に前側固定筒２から引き離す方向に外力が加わると、モータ結合板金１７の接続部１７ｄが若干弾性変形して斜面１７ｃと曲げ部１７ｂとの軸Ｌ方向の間隔が広がる。しかし、突起部５ｈと開口１７ｅの縁部とが当接して、それ以上の変形が防止される。

このように構成されたモータ結合板金１７を用いることで、固定部５ｂとモータ支持板１６ｂとの結合部のレンズ鏡筒部の側方への出っ張りを小さく抑えつつ、ズームモータ１６を前側固定筒２に安定して固定することができる。また、前側固定筒２と防振ユニット５の固定部５ｂとズームモータ１６とをモータ結合板金１７で一体的に結合させることで、この周辺の剛性を高めることができ、騒音や振動に対しても有利となる。

次に、本実施例のビデオカメラの電気的システム構成について、図９を用いて説明する。レンズ鏡筒部５０は、図１〜図８で説明したレンズ鏡筒部に相当する。

レンズ鏡筒部５０内の変倍光学系により形成された光学像（物体像）は、撮像素子９により電気信号に変換される。撮像素子９から読み出された電気信号ａは、カメラ信号処理回路５１により画像信号ｂに変換される。５２はレンズ駆動を制御するマイクロコンピュータである。

電源投入時、マイクロコンピュータ５２は、フォーカス位置検出回路５３の出力を監視しながらフォーカス駆動回路５５を通じて第４レンズユニットＬ４を無限遠方向に駆動し、該第４レンズユニットＬ４の可動端部に当接させる。これにより、第４レンズユニットＬ４の初期位置を検出する。また、マイクロコンピュータ５２は、ズームリセット回路５４の出力を監視しながらズームモータ駆動回路５６を通じて、図１等に示したズームモータ１６を作動させ、第２レンズユニットＬ２を光軸方向に移動させる。ズームリセット回路５４の出力は、第２移動枠４の遮光部４ｂがフォトインタラプタ２５の位置に到達することで反転する。これにより、マイクロコンピュータ５２は第２レンズユニットＬ４の初期位置を検出する。

第４レンズユニットＬ４の絶対位置は、該初期位置からフォーカス位置検出回路５３の出力を計数することで得られる。また、第２レンズユニットＬ２の絶対位置は、初期位置からその位置を基準として、それ以後のズームモータ（ステッピングモータ）１６の駆動ステップ数を計数することにより得られる。これにより、マイクロコンピュータ５２は、正確なピント情報及び焦点距離情報を得ることができる。

５７は光量調節ユニット１５を駆動するための露出制御駆動回路であり、マイクロコンピュータ５２に取り込まれた映像信号の明るさ情報ｂに基づいて、光量調節ユニット１５における絞り開口径とＮＤフィルタ１５ｅ（図２参照）の出し入れを制御する。５８及び５９はビデオカメラのｐｉｔｃｈ方向（縦方向）の傾き角及びｙａｗ方向（横方向）の傾き角を検出する角度検出回路である。傾き角の検出は、振動ジャイロ等の角速度センサの出力を積分して行われる。両回路５８、５９の出力、すなわち傾き角度の情報は、マイクロコンピュータ５２に取り込まれる。

６０及び６１は防振ユニット５に保持された第３レンズユニットＬ３を光軸直交面内で駆動するためのｐｉｔｃｈ及びｙａｗコイル駆動回路である。これらコイル駆動回路６０，６１はそれぞれ、防振ユニット５の固定部５ｂに設けられたマグネットを含む磁気回路のギャップに、可動部５ａに設けたコイルを配置した、いわゆるムービングコイルの構成を有する。そして、これらコイル駆動回路６０，６１は、第３レンズユニットＬ３を光軸直交面内でシフトさせる駆動力を発生する。

６２及び６３は第３レンズユニットＬ３の光軸に対するシフト量を検出するためのｐｉｔｃｈ及びｙａｗ位置検出回路であり、これらの出力はマイクロコンピュータ５２に取り込まれる。

第３レンズユニットＬ３が光軸ＡＸＬに対してｐｉｔｃｈ方向又はｙａｗ方向に移動すると、変倍光学系を通過する光束が曲げられて、撮像素子９上に形成されている物体像の位置が変化する。このため、ビデオカメラが傾くことによる物体像の移動とは逆方向に同じ移動量だけ物体像が移動するように第３レンズユニットＬ３の位置を制御することによってビデオカメラの振れによる像振れが補正できる。マイクロコンピュータ５２は、ｐｉｔｃｈ及びｙａｗ角度検出回路５８，５９により得られた傾き角情報から、ｐｉｔｃｈ及びｙａｗ位置検出回路６２，６３により得られた第３レンズユニットＬ３のシフト量信号をそれぞれ差し引き、差分信号を生成する。そして、差分信号に増幅及び適当な位相補償を行い、差分信号の値がより小さくなるようにｐｉｔｃｈ及びｙａｗコイル駆動回路６０，６１を制御して第３レンズユニットＬ３を駆動する。

また、本実施例では、第１〜第３レンズユニットＬ１〜Ｌ３の相対間隔を変化させることによって変倍を行うので、第３レンズユニットＬ３のシフト量に対する物体像の移動量が焦点距離によって変化する。そこで、本実施例では、焦点距離情報に応じて第３レンズユニットＬ３の駆動量を補正し、焦点距離にかかわらず適正な像振れ補正が行われるようにしている。

以上説明したレンズ鏡筒部５０を備えたビデオカメラの具体的構成（正面図）を図１０に示す。６４は記録再生ユニット、６５は電気基板、６６は液晶表示装置、６７はバッテリ、６８は外装部材である。

本実施例のレンズ鏡筒部５０は、レンズ鏡筒部５０の外面に沿って配置された第１，第２及びモータ結合部材３，１０，１７によって鏡筒構成部材が結合されており、結合のためのレンズ鏡筒部５０の外面における上方や側方への出っ張りが非常に小さい。したがって、レンズ鏡筒部５０の外周を覆う外装部材６８を、レンズ鏡筒部５０の外面に近接し、かつ出っ張りのない形状とすることが可能である。これにより、ビデオカメラをより小型化することができる。

さらに、第１，第２及びモータ結合部材３，１０，１７を鏡筒構成部材の外面に対して組み付けるだけで鏡筒構成部材を結合させることができるため、組立が容易であり、また分解も容易である。

なお、本発明は上記実施例にて説明した構成に限定されるものではなく、請求項に示された構成に含まれる限り、他の構成を採用してもよい。例えば、上記実施例では、結合部材をバネ用リン青銅板により製作する場合について説明したが、他の金属板でもよく、さらにプラスチック等の樹脂で製作してもよい。ただし、プラスチックで構成する場合には、金属板と同じの強度を得るために、厚さを増す必要がある。

さらに、上記実施例では、レンズ一体型のビデオカメラについて説明したが、本発明は、レンズ一体型デジタルスチルカメラや交換レンズ等、他の光学機器にも適用することができる。

本発明の実施例であるビデオカメラのレンズ鏡筒部の分解斜視図。 実施例のレンズ鏡筒部の断面図。 実施例のレンズ鏡筒部の第１及び第２結合部材による結合方法を説明する斜視図（結合前状態を示す図）。 実施例のレンズ鏡筒部の第１及び第２結合部材による結合を方法説明する斜視図（結合完了状態を示す図）。 実施例のレンズ鏡筒部の第１及び第２結合部材による結合方法を説明する平面図。 実施例のレンズ鏡筒部における第１結合部材から作用する弾性力を説明する図。 実施例のレンズ鏡筒部における第２結合部材から作用する弾性力を説明する図。 実施例のレンズ鏡筒部を後方から見たときの分解斜視図。 実施例のレンズ鏡筒部（防振ユニットシフト状態）の断面図。 実施例のレンズ鏡筒部のモータ結合部材による結合方法を説明する斜視図（結合完了状態を示す図）。 実施例のレンズ鏡筒部のモータ結合部材による結合方法を説明する斜視図（結合前状態を示す図）。 実施例のレンズ鏡筒部のモータ結合部材による締結方法を説明する平面図。 実施例のレンズ鏡筒部の電気的システム構成を示すブロック図。 実施例のビデオカメラの模式図。 従来のビデオカメラの模式図

符号の説明

Ｌ１ 第１レンズユニット
Ｌ２ 第２レンズユニット
Ｌ３ 第３レンズユニット
Ｌ４ 第４レンズユニット
１ 第１鏡筒
２ 前側固定筒
３ 第１結合板金
４ 第２移動枠
５ 防振ユニット
６ 第４移動枠
７ 後部固定筒
８ 光学フィルタ
９ 撮像素子
１０ 第２結合板金
１５ 光量調節ユニット
１６ ズームモータ
１７ モータ結合板金
１８ 空芯コイル
１９ 磁気回路ユニット
２０ 光学スケ−ル
２１ 光学ヘッド

Claims (8)

1. レンズを内部に収容する鏡筒を構成する第１の部材及び第２の部材と、前記第１の部材及び前記第２の部材を結合させる結合部材とを有し、
   前記結合部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材の外面に沿って配置される板状の部材であって、前記第１の部材及び前記第２の部材への組み付けによって弾性変形し、前記弾性変形によって生じた弾性力によって前記第１の部材及び前記第２の部材を互いに引き込んで結合させる機能を備えており、
   前記第１の部材の外周には第１の突起部が形成され、前記第２の部材の外周には第２の突起部が形成され、
   前記第１の突起部及び前記第２の突起部は、互いに光軸方向において組み合わされて前記結合部材の開口内に挿入され、
   前記第１の突起部の前記第２の突起部とは反対側には前記結合部材の一対の第１の斜面に当接可能な一対の斜面が、前記第２の突起部の前記第１の突起部とは反対側には前記結合部材の一対の第２の斜面に当接可能な一対の斜面がそれぞれ形成され、前記一対の第１の斜面及び前記一対の第２の斜面は、それぞれ前記第１の部材及び前記第２の部材の引き込み方向に平行な軸について対称な一対の斜面となるように、前記軸に対して同一角度で傾斜していることを特徴とする光学機器。
2. 前記結合部材は、金属板により形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記第１の部材及び前記第２の部材のうち少なくとも一方は、前記第１の部材及び前記第２の部材を引き離す方向への力による前記結合部材の変形を制限する変形制限部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
4. 前記結合部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材に対する外れを防止するための外れ防止部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学機器。
5. 前記第１の部材及び前記第２の部材の引き込み方向は、該光学機器の光軸に平行な方向であり、
   前記外れ防止部は、前記第１の部材及び前記第２の部材のうち少なくとも一方に対して、前記光軸に直交する面に平行な方向に延びるビスにより取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
6. 前記ビスは、前記鏡筒の内部に配置されたレンズを移動させる磁気回路ユニットに固定されていることを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
7. 前記第１の部材及び前記第２の部材の間に防振ユニットが配置されており、
   前記結合部材は、前記防振ユニットを挟んだ前記第１の部材側と前記第２の部材側とに前記外れ防止部を有することを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の光学機器。
8. 前記第１の部材及び前記第２の部材は、前記第１の部材及び前記第２の部材の引き込み方向に対して直交する方向における前記第１の部材及び前記第２の部材の相対位置決めを行うために互いに係合する係合部を有し、
   前記係合部は、前記鏡筒における前記結合部材の取り付け領域の内周側に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学機器。