JP5401853B2 - レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents
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Description
本発明の課題は、小型化したレンズ鏡筒及び光学機器を提供することである。
請求項1の発明は、第1光軸(B)上にそれぞれ配置された第1可動レンズ群(L3)及び第2可動レンズ群(L5)と、前記第1可動レンズ群を保持する第1可動レンズ群保持枠(30)と、前記第2可動レンズ群を保持する第2可動レンズ群保持枠(40)と、前記第1可動レンズ群及び前記第2可動レンズ群の間に配置され、前記第1光軸に垂直な平面内で移動することによって、前記第1可動レンズ群及び前記第2可動レンズ群を含む光学系によって得られる被写体像の像ブレを補正する像ブレ補正レンズ群(L4)と、前記像ブレ補正レンズ群を保持する可動枠(52)と、前記可動枠を支持し、前記可動枠の可動範囲の外側に貫通孔(51a)が形成された基部(51)と、を有する像ブレ補正ユニット(50)と、前記第1光軸に平行な方向に延在する1本の軸状部材によって形成され、前記可動枠の可動範囲の外側に位置し、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠に機械的に係合することによって、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠の前記第1光軸に平行な方向への移動をガイドするとともに、前記基部の前記貫通孔に貫通することにより前記基部の位置を規定するガイド軸(73)と、前記第1可動レンズ群保持枠、前記第2可動レンズ群保持枠、前記像ブレ補正ユニット及び前記ガイド軸を収容し、前記ガイド軸を支持する筐体(20)と、を備え、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠は、レンズ側係合部(36、46)を有し、前記筐体は、該筐体を形成する壁面部(21c)に形成され、前記各レンズ側係合部とそれぞれ機械的に係合することによって、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠の前記第1光軸に平行な方向への移動を案内する筐体側係合部(S1、S2)を有し、前記第1光軸方向からみたとき、前記各レンズ側係合部及び前記各筐体側係合部は、前記可動枠又は前記基部と重なるように位置することを特徴とするレンズ鏡筒(2)である。
請求項3の発明は、請求項2に記載のレンズ鏡筒において、前記筐体(20)は、前記第1光軸(B)に直交する方向に開口する開口部を備えた本体部(21)と、該本体部に装着されることによって前記本体部に形成された前記開口部を閉塞する蓋部(22)とを含み、前記筐体側係合部(S1、S2)は、前記筐体の壁面部(21c)を貫通したスリット状に形成され、前記蓋部は、前記本体部に装着された状態で、前記筐体側係合部に重ねて配置される遮光部(22c)を備えることを特徴とするレンズ鏡筒(2)である。
請求項4の発明は、請求項3に記載のレンズ鏡筒において、前記第1光軸(B)に交差する第2光軸(A)上に配置された交差レンズ群(L1)と、前記交差レンズ群から出射した光を屈曲させて前記第1可動レンズ群(L3)及び前記第2可動レンズ群(L5)に導く光屈曲部(P)とをさらに備え、前記ガイド軸(73)は、前記交差レンズ群の入射面側のレンズ頂点(L1t)を通り、前記第2光軸に直交する平面よりも前記光屈曲部側に配置されることを特徴とするレンズ鏡筒(2)である。
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒(2)を備えることを特徴とする光学機器(C)である。
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
図1は、実施形態のレンズ鏡筒を備えたカメラを示す斜視図である。
以下、この図1を含む各図において、理解を容易にするために、X−Y−Z軸からなる3次元座標系を設定して説明する。
ボディ1は、例えば、合成樹脂材料やステンレス鋼等の金属材料によって、厚さ方向寸法(Z軸方向)が高さ方向(Y軸方向)寸法及び幅方向(X軸方向)寸法よりも小さい箱状に形成されている。
ここで、本明細書において、カメラCの通常位置とは、カメラCの正面部及び背面部を鉛直面(X−Y平面)に対して略平行にして横長の画像を撮影するときのカメラCの姿勢を指すものとする。以下、本明細書において、レンズ鏡筒2に含まれる各要素の配置に関しては、図1に示すカメラCの通常位置における状態を基準にして説明するものとする。また、左側、右側といった場合には、カメラCを被写体側からみた場合の左側、右側を意味するものとする。
第1レンズ群L1は、撮影時にその入射面がボディ1の正面部に設けられた開口部から露出する位置に配置されている。
プリズムPは、第1レンズ群L1の出射側に配置されている。プリズムPは、第1レンズ群L1から出射した光を全反射させて、その進行方向を第2レンズ群L2に向けて、例えば、90°屈折させる直角反射プリズムである。このように、レンズ鏡筒2に備えられた撮影光学系は、いわゆる、屈曲光学系を形成している。
以下、レンズ鏡筒2に備えられた撮影光学系において、プリズムPの入射側の光軸、出射側の光軸にそれぞれ符号A、Bを付して説明する。光軸A及び光軸Bは、カメラCを通常位置とした状態において、それぞれ略水平方向(Z軸方向)、略鉛直方向(Y軸方向)に延在している。以下、説明する第3〜6レンズ群L3〜6は、それぞれ光軸B上に配置されている。
第4レンズ群L4は、第3レンズ群L3の出射側に配置されている。この第4レンズ群L4は、後述する像ブレ補正ユニット50の一部である可動枠52に固定され、撮影時等に像ブレ補正レンズ群として機能するものである。像ブレ補正ユニット50の構成については、後に説明する。
第5レンズ群L5は、第4レンズ群L4の出射側に配置され、後述するアクチュエータ72aによって光軸B方向に駆動されるようになっている(アクチュエータ72aは図示を省略する)。
第6レンズ群L6は、第5レンズ群L5の出射側に配置されている。この第6レンズ群も、後述するレンズ鏡筒2の筐体20に固定されている。
図2は、図1に示すカメラに備えられたレンズ鏡筒の内部構造を示す図である。
図3は、図2に示すレンズ鏡筒をX軸方向からみた図であり、(a)は、図2の3a−3a矢視側面図、(b)は、図2の3b−3b矢視断面図である。
図4は、図2に示すレンズ鏡筒に備えられた各要素をY軸方向からみた図であり、(a)、(b)、(c)は、それぞれ図1の4a−4a矢視断面図、4b−4b矢視断面図、4c−4c矢視断面図である。
なお、図2は、レンズ鏡筒2を被写体側からみた場合の光軸Aに直交する断面を示す図であるが、レンズ鏡筒2に備えられた各要素に関しては、理解を容易にするため、必ずしも光軸Aに直交する断面を示していない。
筐体20は、撮影光学系や像ブレ補正ユニット50、シャッタユニット60等を収容するレンズ鏡筒2のケースである。筐体20は、X−Y平面に平行な2つの壁面部(後述する正面部21aと背面蓋22、図4参照)とY−Z平面に平行な2つの壁面部(後述する右側面部21bと左側面部21c、図4参照)とを備え、全体的な形状が光軸B方向に延在する角筒状になっている。
前述のプリズムPは、筐体20の上端部に固定され、撮像素子10は、筐体20の下端部に固定されている。
筐体本体部21は、図4各図に示すように、X−Y平面に平行に配置された正面部21a、この正面部21aの右端部に接続され、Y−Z平面に平行に配置された右側面部21b、及び、正面部21aの左端部に接続され、右側面部21bに平行に配置された左側面部21cを備えている。このように筐体本体部21は、光軸Bに直交する断面形状が略コ字状(U字状)に形成されており、筐体本体部21は、ボディ1の背面側に開口した開口部(以下、背面開口と称して説明する)を備えている。
筐体本体部21は、図4(b)に示すように、正面部21aの右端部が他の部分よりも被写体側に張り出して設けられた張出部23を備えている。筐体20の内部に形成される空間部は、この張出部23が設けられた部分において、他の部分よりも光軸A方向の寸法が大きくなっている。
また、筐体本体部21は、左側面部21cを貫通して形成され、光軸B方向に延在するスリットS1、S2を備えている。スリットS1、S2は、スリットS1がプリズムP側に形成され、スリットS2が撮像素子10側に形成されている。
また、背面蓋22は、その左端部が折り曲げられることによって被写体側に突き出して設けられた遮光部22c、22dを備えている。遮光部22cは、背面蓋22が筐体本体部21に取り付けられた状態で前述のスリットS1に、遮光部22dは、スリットS2にそれぞれ重なる位置に形成されており、スリットS1、S2から外部光が筐体20の内部に入射することを防止している。
右突出部32の先端部には、後述する駆動軸71bに形成されたネジ山に螺合するネジ山が形成されたネジ部34が設けられている。また右突出部32は、その先端部からさらに前述した張出部23に向けて突き出して設けられ、後述するガイド軸73が貫通する被ガイド部35を備えている。この被ガイド部35は、図2に示すように、光軸B方向に延在する管状に形成されている。
スリットS1と挿入部36との間には、挿入部36の光軸B方向への移動を許容する程度の微小な隙間が形成されており、3群保持枠30が光軸B方向に上下動する場合、この挿入部36は、スリットS1に摺動する。
なお、挿入部36は、スリットS1に挿入されているだけなので、3群保持枠30の筐体20に対する位置を規定することはできない。しかし、挿入部36及びスリットS1は、3群保持枠30の回転止めとして機能するものであり、かつ、3群保持枠30の筐体20に対する位置は後述するガイド軸73によって規定されるので、特に問題は生じない。
像ブレ補正ユニット50は、図2に示すように、ユニット基部51、可動枠52、駆動部53、位置検出部54等を備えている。
ユニット基部51は、像ブレ補正ユニット50のベースとなる部材であり、図3(b)に示すように、レンズ鏡筒2の筐体20に対してビス55によって固定されている。
ユニット基部51には、後述するガイド軸73が貫通する貫通孔51aが設けられている。この貫通孔51aにガイド軸73が貫通した状態において、貫通孔51aとガイド軸73の間には実質的に隙間(ガタ)が形成されない状態となっており、これによってユニット基部51の筐体20に対する位置が規定される。
駆動部53は、図4(c)に示すように、第1の方向に駆動力を発生する第1のVCM53Rと、第1の方向に直交する第2の方向に駆動力を発生する第2のVCM53Lとを備えている。駆動部53は、これら2つのVCM53R、53Lを適宜制御することによって、可動枠52をユニット基部51に対して任意の方向に駆動するようになっている。
シャッタユニット60には、ユニット基部51に設けられた貫通孔51aと略同様に機能する貫通孔61aが設けられており、この貫通孔61aには、後述するガイド軸73が貫通している。この貫通孔61aにガイド軸73が貫通した状態において、貫通孔61とガイド軸73の間には実質的に隙間(ガタ)が形成されない状態となっており、これによってシャッタユニット60の筐体20に対する位置が規定される。
3群駆動部71は、第3レンズ群L3を駆動する部分であり、アクチュエータ71a、駆動軸72bを備えている(アクチュエータ71aは図2及び図4(a)、駆動軸72bは図4(b)をそれぞれ参照、)。
アクチュエータ71aは、筐体20の上端部であって、プリズムPに隣接して配置されている。アクチュエータ71aには、例えば、ステッピングモータ等の電動モータが使用され、その出力軸は、光軸Bに平行に配置されている。
駆動軸71bは、光軸B方向に延在する軸状部材であり、その外周面にネジ山が形成されている。この駆動軸71bは、アクチュエータ71aの出力軸に接続されている。前述の3群保持枠30に設けられたネジ部34は、この駆動軸71bのネジ山に螺合し、3群保持枠30は、アクチュエータ71aが作動すると、これに応じて光軸B方向に移動(上下動)するようになっている。
これに対し、3群保持枠30は、挿入部36が筐体本体部21のスリットS1に挿入されることによって、この挿入部36が回転止めとして機能し、3群保持枠30の駆動軸71b周りの回転を制限している。
ここで、3群駆動部71、5群駆動部72は、それぞれ第3レンズ群L3、第5レンズ群L5を駆動する専用の駆動軸71b、72bを備え、駆動軸が合計2本設けられていたが、このガイド軸73は、第3レンズ群L3(3群保持枠30)及び第5レンズ群L5(5群保持枠40)に共通のものが使用されている。
ガイド軸73は、光軸Bに平行な方向に延在して設けられた1本の軸状部材であり、その一端は、筐体本体部21の下端部に支持され、他端部は、筐体本体部21の上端部に支持されている。ガイド軸73は、筐体本体部21の右側面部21bに対向して配置されており、前述のスリットS1、S2と、ガイド軸73とは、筐体20の略対角に設けられている。
まず、ガイド軸73と像ブレ補正ユニット50との位置関係について説明する。
前述のように、ガイド軸73は、1本の軸状部材によって形成されるため、像ブレ補正ユニット50の側方を通過させるか、像ブレ補正ユニット50を貫通させて配置する必要がある。ただし、可動枠52にはマグネット53b、54bや第4レンズ群L4等が固定されているため、可動枠52に貫通孔を設けてガイド軸73を貫通させることが困難である。
一方、可動枠52の可動範囲の外側にガイド軸73を配置すると、レンズ鏡筒2の光軸Bに垂直な断面の面積が増大し、レンズ鏡筒2が大型化するおそれがある。
これに対し、本実施形態のガイド軸73は、第1レンズ群L1の入射面におけるレンズ頂点(図4(a)において、符号L1tを付す)よりもプリズムP側に配置されている。
レンズ鏡筒2は、図3(b)に示すように、第1レンズ群L1が最も光軸A方向被写体側に配置された部材であるので、この第1レンズ群L1のレンズ頂点L1aよりも撮影者側(プリズムP側)にガイド軸73を配置することによって、レンズ鏡筒2の厚み(カメラCの厚み方向に対応する方向の寸法)が大きくなることがない。
図4(b)には、ガイド軸73の中心と光軸Bとを含む平面H1と、駆動軸71bと光軸Bとを含む平面H2とが示されている。そして、これらの平面H1、H2が形成する角度H3は、鋭角になっており、駆動軸71bとガイド軸73とは、近接して配置されている。
3群保持枠30は、送りねじである駆動軸71bの回転運動を直進運動に変換して光軸B方向に移動するので、駆動軸71bが回転すると、3群保持枠30には捻りの力が加わる。したがって、第3レンズ群L3は、光軸B方向に移動する際、その光軸が他のレンズ群の光軸Bに対して倒れる可能性がある。
本実施形態のレンズ鏡筒2は、駆動軸71bとガイド軸73とを近接して配置したので、3群保持枠30に捻りの力が加わっても第3レンズ群L3の光軸の倒れを抑制でき、光学性能の低下を防止できる。
レンズ鏡筒2は、まず、筐体本体部21の背面開口からレンズ群L3〜L5、像ブレ補正ユニット50、シャッタユニット60等を挿入する。
この後、ガイド軸73を筐体本体部21の上方(又は下方)から挿入して、3群保持枠30の被ガイド部35、像ブレ補正ユニット50の貫通孔51a、シャッタユニット60の貫通孔61、5群保持枠40の被ガイド部45を貫通させる。この後、像ブレ補正ユニット50及びシャッタユニット60をビスによって筐体20に固定する。
像ブレ補正ユニット50及びシャッタユニット60をビスによって固定する際、これらのユニットは、ガイド軸73によって筐体20に対する装着位置が決定されているので、容易に正確な位置に固定することができる。
(1)可動レンズ群(第3レンズ群L3、第5レンズ群L5)を光軸B2方向に直進案内する手段としては、本実施形態のガイド軸73に相当するガイド軸を2本設けることが考えられる。
しかし、本実施形態のレンズ鏡筒2のように、像ブレ補正ユニット50を可動レンズ群の間に備える場合、2本のガイド軸を像ブレ補正ユニット50の側方に配置すると、レンズ鏡筒2が大型化する可能性がある。なお、例えば、第6レンズ群L6を像ブレ補正レンズ群とすることも考えられるが、第6レンズ群L6は、撮像素子10の結像面に対応して、比較的、レンズ径が大きい。このような径の大きなレンズを像ブレ補正ユニットに組み込むと、像ブレ補正ユニット自体が大型化し、かつ、アクチュエータもより出力の大きなものが必要になる。したがって、像ブレ補正レンズには、比較的、径の小さな第4レンズ群L4を用いることが望ましい。
これに対し、本実施形態のレンズ鏡筒2は、1本の軸状部材であるガイド軸73、及び、筐体20に形成されたスリットS1、S2によって、可動レンズ群を直進案内している。
これらのスリットS1、S2は、筐体本体部21の左側面部21cを貫通して設けられているので、像ブレ補正ユニット50を備えているにも関わらず、レンズ鏡筒2が大型化することがない。
このように、筐体20に貫通孔が形成されると、外部光が筐体20の内部に入射する可能性があるが、本実施形態のレンズ鏡筒2は、筐体20を形成する背面蓋22に設けられた遮光部22cによってスリットS1、S2を塞ぐので、外部光が筐体20の内部に入射することがない。この遮光部22cは、板金部材である背面蓋22を折り曲げて形成したものなので、部品点数の増加もなく、かつ、背面蓋22を筐体本体部21に装着するだけでスリットS1、S2を塞ぐことができる。
(5)ガイド軸73を、第1レンズ群L1のレンズ頂点L1tを通り第1の光軸Aに直交する平面よりもプリズムP側に配置したので、像ブレ補正ユニット50を備えているにも関わらず、レンズ鏡筒2の大型化を防止することができる。
(6)可動レンズをガイドするガイド軸73と、可動レンズを駆動する駆動軸71b、72bとを近接して配置したので、可動レンズを駆動する際の可動レンズ保持枠(3群保持枠30及び5群保持枠40)の倒れを抑制できる。
(7)ガイド軸73は、像ブレ補正ユニット50及びシャッタユニット60の筐体20に対する装着位置を規定する位置決め部材としても機能するので、レンズ鏡筒2の組み立て作業が容易である。
(8)像ブレ補正装置を像ブレ補正ユニット50としてユニット化し、このユニット状態で筐体20から着脱できるようにしたので、像ブレ補正ユニット50の調整や修理を筐体20から取り外して行うことができ、便利である。
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、これらも本発明の技術的範囲内に含まれる。
(1)実施形態のレンズ鏡筒は、いわゆる屈曲光学系を備えるものであったが、これに限らず、本発明を全てのレンズが単一の光軸上に配置されたレンズ鏡筒に適用してもよい。また、レンズ鏡筒の筐体は、角筒状に限らず、円筒形等の他の形状でもよい。
(2)実施形態レンズ鏡筒は、可動レンズ枠を保持するレンズ保持枠に設けられた突起と、筐体に設けられたスリットによって、可動レンズ群を直進案内したが、これに限らず、例えば、筐体側に突起を設けるとともに、レンズ保持枠に溝を設け、これらの突起と溝とを係合させてもよい。
(3)実施形態のレンズ鏡筒は、筐体側係合部(スリット)が筐体の左側面部に形成されたが、筐体側係合部は、これに限らず、他の壁面部(正面部、右側面部、背面蓋)に形成してもよい。
(4)実施形態のレンズ鏡筒は、筐体を形成する背面蓋によってスリットを塞ぐ構成であったが、スリットを塞ぐ遮光部は、これに限らず、別部材であってもよい。
(5)実施形態のレンズ鏡筒は、1本のガイド軸によって2つの可動レンズ群をガイドしたが、これに限らず、第1の可動レンズ群をガイドするガイド軸と、第2の可動レンズ群をガイドするガイド軸とを別部材としてもよい。
(6)実施形態の光学機器は、カメラであったが、本発明が適用される光学機器はこれに限らず、例えば、双眼鏡、望遠鏡、顕微鏡等であってもよい。
Claims (5)
- 第1光軸上にそれぞれ配置された第1可動レンズ群及び第2可動レンズ群と、
前記第1可動レンズ群を保持する第1可動レンズ群保持枠と、
前記第2可動レンズ群を保持する第2可動レンズ群保持枠と、
前記第1可動レンズ群及び前記第2可動レンズ群の間に配置され、前記第1光軸に垂直な平面内で移動することによって、前記第1可動レンズ群及び前記第2可動レンズ群を含む光学系によって得られる被写体像の像ブレを補正する像ブレ補正レンズ群と、前記像ブレ補正レンズ群を保持する可動枠と、前記可動枠を支持し、前記可動枠の可動範囲の外側に貫通孔が形成された基部と、を有する像ブレ補正ユニットと、
前記第1光軸に平行な方向に延在する1本の軸状部材によって形成され、前記可動枠の可動範囲の外側に位置し、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠に機械的に係合することによって、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠の前記第1光軸に平行な方向への移動をガイドするとともに、前記基部の前記貫通孔に貫通することにより前記基部の位置を規定するガイド軸と、
前記第1可動レンズ群保持枠、前記第2可動レンズ群保持枠、前記像ブレ補正ユニット及び前記ガイド軸を収容し、前記ガイド軸を支持する筐体と、を備え、
前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠は、レンズ側係合部を有し、
前記筐体は、該筐体を形成する壁面部に形成され、前記各レンズ側係合部とそれぞれ機械的に係合することによって、前記第1可動レンズ群保持枠及び前記第2可動レンズ群保持枠の前記第1光軸に平行な方向への移動を案内する筐体側係合部を有し、
前記第1光軸方向からみたとき、前記各レンズ側係合部及び前記各筐体側係合部は、前記可動枠又は前記基部と重なるように位置すること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記レンズ側係合部は、前記可動レンズを保持する枠体から突き出した突起状に形成され、
前記筐体側係合部は、前記第1光軸に平行な方向に延在する溝状に形成され、
前記突起状に形成されたレンズ側係合部が前記溝状に形成された前記筐体側係合部に挿入されること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項2に記載のレンズ鏡筒において、
前記筐体は、前記第1光軸に直交する方向に開口する開口部を備えた本体部と、該本体部に装着されることによって前記本体部に形成された前記開口部を閉塞する蓋部とを含み、
前記筐体側係合部は、前記筐体の壁面部を貫通したスリット状に形成され、
前記蓋部は、前記本体部に装着された状態で、前記筐体側係合部に重ねて配置される遮光部を備えること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項3に記載のレンズ鏡筒において、
前記第1光軸に交差する第2光軸上に配置された交差レンズ群と、
前記交差レンズ群から出射した光を屈曲させて前記第1可動レンズ群及び前記第2可動レンズ群に導く光屈曲部と
をさらに備え、
前記ガイド軸は、前記交差レンズ群の入射面側のレンズ頂点を通り、前記第2光軸に直交する平面よりも前記光屈曲部側に配置されること
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えること
を特徴とする光学機器。
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