JP5614005B2

JP5614005B2 - レンズ鏡筒および撮像装置

Info

Publication number: JP5614005B2
Application number: JP2009184979A
Authority: JP
Inventors: 影山　元英; 元英影山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2029-08-07
Also published as: US20110122519A1; CN102112904B; CN103309008A; WO2010016279A1; US8508871B2; CN102112904A; JP2010061127A

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関する。本出願は、下記の日本出願に関連し、下記の日本出願からの優先権を主張する出願である。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。
特願２００８−２０５０３１出願日２００８年８月８日

レンズの移動方向を案内するガイドバーと、ガイドバーに係合するスリーブを有してレンズを保持するレンズ枠とを備えたレンズ鏡筒がある（例えば、特許文献１を参照）。スリーブにはカムフォロワが更に設けられ、カムフォロワに係合したカム溝を有するカム筒を回転させることにより、レンズ枠をレンズの光軸方向に沿って移動させる。

特開平０６−１７４９９８号公報

上記特許文献１のスリーブは、ガイドバーに対してレンズ枠を位置決めすると共に、当該ガイドバーに対して摺動する。摺動時にレンズ枠が円滑に移動するには、スリーブとガイドバーとの間に間隙を設けることが好ましい。しかしながら、レンズ枠が移動していないときには、当該間隙によってガイドバーに対してレンズ枠の位置が決まり難い。

上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、レンズ（１２４）を保持するレンズ保持部材（１２１）と、一対の磁極が長手方向に沿って繰り返す磁気パターンを有し、長手方向がレンズの光軸方向に沿うように配されてレンズ保持部材の光軸方向の移動を案内するガイドバー（１４２、１４４）と、ガイドバーの磁気パターンとの間で磁力を生じさせる磁性体（３１２、３０４）を有して、レンズ保持部材の外周面に設けられる規制部（１６１、１６３）と、ガイドバーに対して非接触に配置されてガイドバーとの間で磁気的な駆動力を発生させる駆動コイル（３００）とを備えるレンズ鏡筒が提供される。

本発明の第２の形態として、レンズ（１２４）を保持するレンズ保持部材（１２１）と、少なくとも一部に磁石を有し、レンズの光軸方向に沿って配されてレンズ保持部材の光軸方向の移動を案内するガイドバー（１４２、１４４）と、レンズ保持部材に設けられ、ガイドバーの外周面の一部に当接する非磁性体の当接面（１６９）と、当接面よりガイドバーから離れた位置に配置されてガイドバーの磁石との間で磁力を生じさせる磁性体（３０４、３１２）とを有する規制部（１６１、１６３）と、を備えるレンズ鏡筒が提供される。

本発明の第３の形態として、レンズ（１２４）を保持するレンズ保持部材（１２１）と、少なくとも一部に配された磁石（３２０）と、磁石の外周面の少なくとも一部を非磁性体で覆ったコーティング部（３２２）とを有し、レンズの光軸方向に沿って配されてレンズ保持部材の光軸方向の移動を案内するガイドバー（１４２）と、レンズ保持部材に設けられ、ガイドバーのコーティング部に当接し、ガイドバーの磁石との間で磁力を生じさせる磁性体（３０４）とを有する規制部（１６１）と、を備えるレンズ鏡筒が提供される。

本発明の第４の形態として、レンズ（１２４）を保持するレンズ保持部材（１２０）と、レンズの光軸方向に沿って配されるガイドバー（１４２、１４４）と、ガイドバーに対するレンズ保持部材の位置を規制する規制部（１６１、１６３）とを備え、規制部は、ガイドバーに接する一対の当接面（１６９）を有し、一対の当接面は略Ｖ字形状を形成する角度で交差する２面上にそれぞれ位置して、規制部およびガイドバーの一方は、磁石（１４２、１７０、１７２）を有し、規制部およびガイドバーの他方は、磁石または磁性体（１４２、１８０）を有するレンズ鏡筒（１００）が提供される。

また、本発明の第５の形態として、レンズを保持するレンズ保持部材と、レンズの光軸方向に沿って配されるガイドバーと、ガイドバーに対するレンズ保持部材の位置を規制する規制部とを備え、規制部およびガイドバーの一方は、磁性体のヨーク（１９０）で少なくとも一部を覆われた磁石を有し、規制部およびガイドバーの他方は、磁石または磁性体を有するレンズ鏡筒（１００）が提供される。

更に、本発明の第６の形態として、上記レンズ鏡筒（１００）を備えた撮像装置（４００）が提供される。

上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。

レンズ鏡筒１００全体の断面図である。レンズ鏡筒１００全体の分解斜視図である。中間ユニット１６０の構造を示す斜視図および背面図である。中間ユニット１６０の磁気的な構造を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１の形状を拡大して示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。ガイドバー１４２の磁気的構造の一例を模式的に示す図である。筒付規制部１６８周辺における磁気的構造の一例を模式的に示す図である。中間ユニット１６０の他の構造を示す斜視図である。図１６の中間ユニット１６０の背面図である。中間ユニット１６０のさらに他の構造を示す斜視図である。図１８の中間ユニット１６０の背面図である。ガイドバー１４２の他の磁気的構造の断面図である。レンズ鏡筒１００を備えた撮像装置４００の構造を模式的に示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明する。しかしながら、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、レンズ鏡筒１００全体の断面図であり、図２は、レンズ鏡筒１００の分解斜視図である。レンズ鏡筒１００は、光学系１０１と、固定筒１４０と、カム筒１５０と、３つのレンズ保持部１１０、１２０、１３０とを備える。光学系は、第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４および第３レンズ群１３４を有し、それぞれのレンズ群は、レンズ保持部１１０、１２０、１３０に保持される。

固定筒１４０は、基部１４３においてカメラボディ等の他の部材に対して連結され、それ自体はレンズ鏡筒１００内で移動または回動しない。また、固定筒１４０の内側には、ガイドバー１４２、１４４が互いに平行に固定される。更に、固定筒１４０は、光学系１０１の光軸と平行に形成された直線状の直溝部１４８を有する。

カム筒１５０は、カム溝部１５２、１５４、１５６を有して、固定筒１４０の外側に装着される。カム溝部１５２、１５４、１５６は、光学系１０１の光軸方向に対して傾斜して形成される。また、カム筒１５０は、レンズ鏡筒１００の外周に装着されたズーム環１５１の回転による駆動力を受けて、固定筒１４０に対して同軸に回転する。

図中で左側に位置するレンズ保持部１１０は、前筒１１１およびレンズ枠１１２を有する。レンズ枠１１２は、第１レンズ群１１４を保持する。また、前筒１１１は、外側にカムフォロワ１１６を有する。カムフォロワ１１６は、直溝部１４８およびカム溝部１５２に係合して、カム筒１５０の回転に伴って、前筒１１１を光学系１０１の光軸と平行に移動させる。

図中の左右方向の中程に位置するレンズ保持部１２０は、中筒１２１およびレンズ枠１２２を有する。レンズ枠１２２は、第２レンズ群１２４を保持する。また、中筒１２１は、このレンズ枠１２２と、絞り部１６２および振動補正部１６４とを保持している。これらレンズ保持部１２０、第２レンズ群１２４、絞り部１６２および振動補正部１６４は、中間ユニット１６０をなす。

また、中筒１２１は、図中の上側にＶ溝付規制部１６１を、図中の下側にＵ溝付規制部１６３をそれぞれ有する。これらＶ溝付規制部１６１およびＵ溝付規制部１６３がそれぞれガイドバー１４２およびガイドバー１４４に当接することにより、中筒１２１が、光学系１０１の光軸に直交する面内について、固定筒１４０に対して位置決めされる。更に、中筒１２１は外側にカムフォロワ１６６を有し、カムフォロワ１６６はカム溝１５４に係合する。これにより、中筒１２１は、カム筒１５０の回転に伴ってガイドバー１４２、１４４に沿って、光学系１０１の光軸と平行に、固定筒１４０に対して移動する。ただし、中筒１２１は、ガイドバー１４２、１４４に規制されるので、光学系１０１の光軸の周りには回転しない。

図中で右側に位置するレンズ保持部１３０は、後筒１３５およびレンズ枠１３２を有する。レンズ枠１３２は、第３レンズ群１３４を保持する。レンズ保持部１２０と同様に、規制部１３１がガイドバー１４２、１４４に当接することにより、後筒１３５および当該後筒１３５に保持された第３レンズ群１３４は、光学系１０１の光軸に直交する面内について位置決めされる。

また、後筒１３５は、外側にカムフォロワ１３６を有する。カムフォロワ１３６は、カム溝部１５６に係合する。これにより、後筒１３５は、カム筒１５０の回転に伴ってガイドバー１４２、１４４に案内されつつ、光学系１０１の光軸と平行に固定筒１４０に対して移動する。これにより、後筒１３５に保持された第３レンズ群１３４は、ガイドバー１４２、１４４に沿って移動する。ただし、後筒１３５は、ガイドバー１４２、１４４に規制されるので、光学系１０１の光軸の周りには回転しない。

このようなレンズ鏡筒１００において、カム筒１５０を回転させてカム溝部１５２、１５４、１５６によりカムフォロワ１３６、１６６等を押すことにより、前筒１１１、中筒１２１および後筒１３５が相互に移動する。これにより、光学系１０１における焦点位置、焦点距離等が変化する。

なお、レンズ鏡筒１００は、さらに、鏡筒側制御部１７１も内蔵する。鏡筒側制御部１７１は、レンズ鏡筒１００の外部と電気信号を送受信する場合の通信制御を実行すると共に、レンズ鏡筒１００の光学的仕様等を外部に通知する。

図３は、中筒１２１を含む中間ユニット１６０の構造を示す斜視図および背面図である。図３（ａ）は、レンズ鏡筒１００の斜め後ろ側から中間ユニット１６０を見下ろした様子を示す斜視図である。また、図３（ｂ）は、レンズ鏡筒１００の真後ろから中間ユニット１６０を見た場合の背面図である。

中間ユニット１６０において、中筒１２１の内側には、レンズ枠１２２、第２レンズ群１２４、絞り部１６２および振動補正部１６４が配される。また、中筒１２１の外周面には、Ｖ溝付規制部１６１、カムフォロワ１６６およびＵ溝付規制部１６３がそれぞれ配置される。中筒１２１、Ｖ溝付規制部１６１、カムフォロワ１６６およびＵ溝付規制部１６３は、樹脂等の非磁性体で形成されていることが好ましい。

Ｖ溝付規制部１６１の各々の上面には、ガイドバー１４２に当接するＶ溝部１６７が形成される。さらに、図３（ａ）に示す形態において、Ｖ溝付規制部１６１は、ガイドバー１４２の延在方向に沿って一対設けられる。これにより、光学系１０１の光軸およびガイドバー１４２を含む面に現れる中筒１２１の傾きを抑制して、光学系１０１の光軸に対する第２レンズ群１２４の傾きを防止することができる。

カムフォロワ１６６は、中筒１２１の外周面において、Ｖ溝付規制部１６１に隣接して配置される。また、カムフォロワ１６６は、中筒１２１の外周面から径方向の外側へ突出する。

Ｕ溝付規制部１６３は、ガイドバー１４４に係合するＵ溝部１６５を有する。即ち、Ｕ溝部１６５は、ガイドバー１４４の径よりも広い間隔を有する互いに平行な一対の当接面を有して、中筒１２１のＵ溝付規制部１６３が配置される位置における接線方向からガイドバー１４４を挟む。

以上、Ｖ溝部１６７およびＵ溝部１６５それぞれガイドバー１４２、１４４に当接することにより、光学系１０１の光軸と直交する平面内における中筒１２１の位置が決定される。さらに、中筒１２１が、ガイドバー１４２を軸として光学系１０１の光軸に直交する平面内の回転するのを抑制することができる。

以下、Ｖ溝付規制部１６１の周辺の磁気的構造を説明する。Ｖ溝付規制部１６１周辺の磁気的構造は、Ｕ溝付規制部１６３にも適用できる。

図４は、中間ユニット１６０の磁気的な構造を模式的に示す図である。中間ユニット１６０において、Ｖ溝付規制部１６１およびＵ溝付規制部１６３は、中筒１２１の外側において光軸に対して略対称な位置に配される。中間ユニット１６０はさらに、これらＶ溝付規制部１６１およびＵ溝付規制部１６３に配された永久磁石１７０、１７２を有する。

永久磁石１７０は、Ｖ溝付規制部１６１のＶ溝部１６７における二つの面が近づく側に配され、ガイドバー１４２の断面を含む中筒１２１の径の方向に分極するように着磁されている。永久磁石１７０の材料に特に制限はないが、金属（例えばネオジウム系金属）を磁化したものを用いてもよい。また、ガイドバー１４２は磁性体材料により形成される。従って、永久磁石１７０が磁力によりガイドバー１４２を吸引するので、Ｖ溝部１６７はガイドバー１４２に押しつけられる。

ガイドバー１４２は、Ｖ溝部１６７に２点で当接するので、ガイドバー１４２およびＶ溝部１６７の間にガタが生じることが防止される。また、中筒１２１の内周側で保持される第２レンズ群１２４は、他のレンズ群よりも比較的径が小さいレンズ群なので、その重量も大き過ぎず、磁石による吸引でレンズ枠１２２を充分保持できる。

永久磁石１７２は、Ｕ溝付規制部１６３のＵ溝部１６５の一方の面側に配され、ガイドバー１４４の断面を含む中筒１２１の径の方向に直交する方向に分極するように着磁されている。また、ガイドバー１４４は磁性体材料により形成される。従って、永久磁石１７２が磁力によりガイドバー１４４を吸引するので、Ｕ溝部１６５の一方の面がガイドバー１４４に押しつけられる。これにより、光学系１０１の光軸と直交する平面におけるＵ溝部１６５の位置を位置決めできる。

図４に示す形態によれば、ガイドバー１４２とＶ溝付規制部１６１とが磁力で引き合い、ガイドバー１４４とＵ溝付規制部１６３とが磁力で引き合うので、第２レンズ群１２４が光軸方向に沿って移動をしていない場合に、ガイドバー１４２、１４４と中筒１２１との間のガタをなくして、光学系１０１の光軸と直交する平面内において中筒１２１を任意の位置に位置決めできる。なお、永久磁石１７０、１７２が発生する吸引力の方向を示す目的で、図中に永久磁石１７０、１７２の磁極をそれぞれ記載したが、永久磁石１７０、１７２の極性配列はこの向きに限られない。

また、既に説明した通り、Ｖ溝部１６７およびガイドバー１４２並びにＵ溝部１６５およびガイドバー１４４は、それぞれ互いに摺動する。従って、Ｖ溝部１６７およびＵ溝部１６５においてガイドバー１４２またはガイドバー１４４に当接する面は、低摩擦材料により被覆されていることが好ましい。また、Ｖ溝付規制部１６１またはＵ溝付規制部１６３自体を低摩擦材料により形成してもよい。これにより、中間ユニット１６０の移動を一層円滑にできる。

図５は、Ｖ溝付規制部１６１のＶ溝部１６７を拡大して示す図である。図示のように、Ｖ溝部１６７は、略Ｖ字形状を形成する角度で交差する２つの面Ｐ、Ｑの上にそれぞれ位置して、ガイドバー１４２の周面にそれぞれ当接する一対の当接面１６９を有する。この場合に、当接面１６９が形成されていれば、Ｖ溝部１６７の断面形状が完全にＶ字形状をなしていなくてもよい。これにより、中筒１２１の径方向についてＶ溝付規制部１６１の高さを抑制して、レンズ鏡筒１００を小径化することができる。

図６は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の一例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部に永久磁石１７０を備える点で、図４に示した構造と共通している。

更に、このＶ溝付規制部１６１は、永久磁石１７０の表面の一部を覆うヨーク１９０を有する。ヨーク１９０は、例えば鉄系の金属材料等を用いたプレート状の磁性体により形成され、やはり磁性体により形成されたガイドバー１４２に対して遠い側の磁極（図示の例ではＳ極）に接しており、近い側の磁極（図示の例ではＮ極）の近傍まで延在する。また、ガイドバー１４２に直面した磁極（図示の例ではＮ極）の端面は覆っていない。

これにより、永久磁石１７０のＮ極端面、ヨーク１９０の一対の端部およびガイドバー１４２に囲われた狭い範囲に、永久磁石１７０が発生した磁束が磁界を形成する。従って、永久磁石１７０の磁力を効率よく利用してガイドバー１４２を吸着させることができる。また、永久磁石１７０の中筒側の面をヨークで覆い、磁気回路を閉じることで漏れ磁束をなくすことができ、永久磁石１７０から振動補正部１６４のモータ、センサ等に磁力が影響することを抑制できる。

図７は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他一例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部に永久磁石１７０を備え、更に、永久磁石１７０にヨーク１９０が装着されている点で、図５に示した構造と共通している。

更に、このＶ溝付規制部１６１では、ヨーク１９０の一対の端部が図中で上方に延長されて、ヨーク延長部１９２が設けられている。これにより、永久磁石１７０、ヨーク１９０およびヨーク延長部１９２が形成する磁気回路が、ガイドバー１４２に対してより接近する。従って、永久磁石１７０が発生した磁力が、ガイドバー１４２に効率よく作用する。

図８は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の一例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部に永久磁石１７０を備え、永久磁石１７０にヨーク１９０が装着され、更に、ヨーク１９０の両端がヨーク延長部１９２を有してＶ溝部１６７の当接面１６９を形成している点で、図７に示した構造と共通している。

更に、このＶ溝付規制部１６１では、ヨーク延長部１９２により当接面１６９が形成されたＶ溝部１６７が深くなっている。ただし、Ｖ溝部１６７の上端は、ガイドバー１４２の断面における上端（図中に点線Ｒにより示す）、即ち、中筒１２１の外周側の一端よりも低く、光学系１０１の光軸側に位置している。これにより、ガイドバー１４２の断面全体が永久磁石１７０の発生する磁界の内部に位置することになり、ガイドバー１４２に対して作用する磁力が安定する。なお、図８において、磁力線を線Ｆで示す。

図９は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の一例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部に永久磁石１７０を備え、永久磁石１７０にヨーク１９０が装着され、ヨーク１９０の両端がヨーク延長部１９２を有してＶ溝部１６７の当接面１６９を形成している点で、図８に示した構造と共通している。なお、図９においても磁力線を線Ｆで示す。

更に、このＶ溝付規制部１６１では、ヨーク延長部１９２の一対の端部に、ガイドバー１４２に向かって突出する凸部１９４が設けられる。これにより、永久磁石１７０が発生した磁束が、ガイドバー１４２の断面無い（特に断面の中心部）を通って凸部１９４に集中するように誘導される。従って、永久磁石１７０が発生した磁力が、ガイドバー１４２に効率よく作用する。なお、上記のような作用に鑑みて、凸部１９４も磁石または磁性体により形成されることが好ましい。

図１０は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の一例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、磁性体により形成されたガイドバー１４２と、Ｖ溝付規制部１６１側に配された永久磁石１７０を備える点で、図４に示した構造と共通している。

ただし、永久磁石１７０は、Ｖ溝付規制部１６１ではなく、中筒１２１に埋設される。換言すれば、中間ユニット１６０は、第２レンズ群１２４の外周側に配置された中筒１２１を有し、中筒１２１の一部は、Ｖ溝付規制部１６１の一対の当接面１６９と永久磁石１７０との間に配される。このような構造により、中筒１２１の径方向について、Ｖ溝付規制部１６１の高さを抑制して、レンズ鏡筒１００を小径化できる。また、ガイドバー１４２とＶ溝付規制部１６１との間の摩擦力（特に静止摩擦力）を小さくすることができる。

図１１は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の一例を模式的に示す図である。Ｖ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部下方に埋設された磁性体ブロック１８０を有する。また、ガイドバー１４２は永久磁石により形成される。この実施形態において、ガイドバー１４２はその直径に沿って分極するように着磁されている。これにより、光学系１０１の光軸と直交する方向の断面において、ガイドバー１４２にはＮ極およびＳ極が両方現れる。

このような構造により、図４に示した中間ユニット１６０のＶ溝付規制部１６１と同様な作用が得られる。即ち、ガイドバー１４２の発生する磁力により、磁性体ブロック１８０が引きつけられるので、Ｖ溝部１６７の当接面１６９がガイドバー１４２の周面に押しつけられる。これにより、ガイドバー１４２およびＶ溝部１６７の間にガタが生じることが防止される。なお、上記の実施形態においては、磁性体ブロック１８０の断面形状を方形としている。しかしながら、図７から図９までに示したヨーク１９０のように、Ｖ溝部１６７の当接面に倣った形状としてもよい。

図１２は、Ｖ溝付規制部１６１周辺の磁気的構造の一例を模式的に示す図である。直径に沿って分極するように磁化されたガイドバー１４２に対して、Ｖ溝付規制部１６１が磁性体ブロック１８０を備える点では、図２に示した構造と共通点を有する。また、光学系１０１の光軸に直交する断面において、ガイドバー１４２にＮ極およびＳ極が両方現れる点も共通している。

ただし、ガイドバー１４２の周面において、光学系１０１の光軸から遠い側の磁極（図示の例ではＮ極）は長い周長を占め、当該光軸に近い側の磁極（図示の例ではＳ極）は、相対的に短い周長を占める。このため、上記光軸に直交する断面において、各磁極は半円ではない扇形をなし、磁性体ブロック１８０に近い側の磁極がなす扇形は内角が平角よりも小さく、扇形の内角は１２０度程度が好ましい。

上記のような独特の磁気構造により、永久磁石であるガイドバー１４２が発生する磁界は、図中に磁力線を点線Ｆで示すように、Ｖ溝付規制部１６１に近い側に偏って形成される。従って、ガイドバー１４２が発生する磁力を、Ｖ溝付規制部１６１に埋設された磁性体ブロック１８０に効率よく作用させることができる。

図１３は、Ｖ溝付規制部１６１周辺における磁気的構造の他の例を模式的に示す図である。このＶ溝付規制部１６１は、Ｖ溝部１６７の底部に埋設された磁性体ブロック１８０と、永久磁石により形成されたガイドバー１４２を備える点で、図１１に示した構造と共通している。

更に、この実施形態において、ガイドバー１４２は、その周面の一部を覆って装着されたヨーク１９０を有する。ヨーク１９０は磁性体により形成され、磁性体ブロック１８０から遠い側の磁極（図示の例ではＮ極）に接しており、近い側の磁極（図示の例ではＳ極）の近傍まで延在する。また、磁性体ブロック１８０に対面する周面（図示の例ではＳ極周面の一部）は覆っていない。

これにより、ガイドバー１４２のＳ極周面、ヨーク１９０の一対の端部および磁性体ブロック１８０に包囲された狭い領域に、ガイドバー１４２が発生した磁束が磁界を形成する。従って、磁力を効率よく利用して磁性体ブロック１８０を引きつけることができる。

図１４は、ガイドバー１４２の磁気的構造の一例を模式的に示す図である。この実施形態において、ガイドバー１４２は、長手方向に分極するように着磁される。このように分極方向を変えても、上記の実施形態と同様に、Ｖ溝付規制部１６１に埋設された磁性体ブロック１８０を引きつけることができる。

ただし、ガイドバー１４２全体を２等分して一対の磁極が現れるように着磁した場合、ガイドバー１４２の長手方向の部位によって磁性体ブロック１８０を引きつける力が変化する場合がある。そこで、図示のように、一対の磁極が光軸方向に沿って繰り返す磁気パターンが現れるようにガイドバー１４２を着磁することが好ましい。

このようにして、レンズを保持するレンズ保持部１２０を含む中間ユニット１６０と、光学系１０１の光軸方向に沿って配されるガイドバー１４２と、ガイドバー１４２に対する中間ユニット１６０の位置を規制するＶ溝付規制部１６１とを備え、Ｖ溝付規制部１６１およびガイドバー１４２の一方は、磁性体のヨーク１９０で少なくとも一部を覆われた永久磁石１７０を有し、Ｖ溝付規制部１６１およびガイドバー１４２の他方は磁性体を有するレンズ鏡筒１００を形成できる。

図１５は、他の実施形態に係る中間ユニット１６０の構造を模式的に示す図である。中間ユニット１６０は、中筒１２１の外側で略対称な位置に配された筒付規制部１６８およびＵ溝付規制部１６３と、筒付規制部１６８およびＵ溝付規制部１６３のそれぞれに配された永久磁石１７０、１７２とを有する。

中間ユニット１６０は、中筒１２１の外側で略対称な位置に配されたＶ溝付規制部１６１およびＵ溝付規制部１６３にそれぞれ配された永久磁石１７０、１７２を有する。

筒付規制部１６８は、光学系１０１の光軸に平行な筒状部分を有し、磁性体により形成された筒用ガイドバー１４５を挿通される。永久磁石１７０は、筒用ガイドバー１４５の断面を含む中筒１２１の径の方向に分極するように着磁されている。

従って、永久磁石１７０が磁力により筒用ガイドバー１４５を引きつけるので、筒付規制部１６８は筒用ガイドバー１４５に押しつけられる。これにより、筒用ガイドバー１４５および筒付規制部１６８の間にガタが生じることが防止される。Ｕ溝付規制部１６３に係る構造は、図４に示した実施形態と同様なので、重複する説明は省く。

なお、ここまでの実施形態では、永久磁石１７０、１７２と磁性体により形成されたガイドバー１４２、ガイドバー１４４との組み合わせ、あるいは、永久磁石により形成されたガイドバー１４２と磁性体ブロック１８０の組み合わせについて例示した。しかしながら、組み合わせの双方が永久磁石であっても同様の作用が得られるレンズ鏡筒１００を形成することができる。

特に組み合わせの双方が永久磁石の場合、磁力の変化の影響を小さくすることができて好ましい。この場合、摩擦力を低減させるために、ガイドバーと当接面との何れかに低摩擦材料を用いることが好ましい。

また、永久磁石を用いる場合、永久磁石は、保持されるレンズ群と共に光軸方向に沿って移動させると、磁場の変化を抑えることができて好ましい。永久磁石と組み合わされる磁性体（または永久磁石）との距離は、永久磁石および磁性体の形状、磁力の強さまたは透磁率、レンズ群の重さ等に応じて調節することが好ましい。

図１６は、中間ユニット１６０の他の構造を示す斜視図である。図１７は、図１６の中間ユニット１６０の背面図である。図１６及び図１７の中間ユニット１６０において、ガイドバー１４２、１４４およびそれらの保持機構が異なる他は、図３の中間ユニット１６０と同様の構成を有するので、同様の構成については説明を省略する。

図１６及び図１７のガイドバー１４２は、一対の磁極が長手方向に沿って繰り返す磁気パターンを有する。Ｖ溝付規制部１６１は、ガイドバー１４２の磁気パターンとの間で磁力を生じさせる磁性体３０４を有する。ガイドバー１４２の磁気パターンと磁性体３０４との間に磁力を働かせることにより、Ｖ溝部１６７をガイドバー１４２に当接させて、光学系の光軸およびガイドバー１４２を含む面に現れる中筒１２１の傾きを抑制する。

中筒１２１の外周面には例えば樹脂製の駆動コイル支持冶具３０２が取り付けられる。駆動コイル支持冶具３０２には、円筒形の駆動コイル３００が取り付けられる。駆動コイル３００は、ガイドバー１４２に対して非接触に配置されて、ガイドバー１４２との間で磁気的な駆動力を発生させる。駆動コイル３００は、単相又は多相駆動型のいずれも適用可能である。外部から駆動コイル３００に電流を流すことにより、駆動コイル３００とガイドバー１４２との間に、ガイドバー１４２の軸方向の推力が発生する。ガイドバー１４２は固定筒１４０に固定されているので、この推力によりガイドバー１４２に対してＶ溝部１６７が摺動して、中間ユニット１６０がガイドバー１４２の長手方向に移動する。図１６、１７では、ガイドバー１４２に磁気パターンを設けたので、１つのガイドバー１４２を、中間ユニット１６０に直進駆動力を与える駆動力付与部材と、中間ユニット１６０の移動方向を案内する案内部材とに兼用することができる。

他方のガイドバー１４４は磁性体材料により形成される。ガイドバー１４４に当接するＵ溝付規制部１６３には、永久磁石３０６が配される。これらの構成は、図４におけるガイドバー１４４、Ｕ溝付規制部１６３および永久磁石１７２の構成と同様である。

磁性体材料のガイドバー１４４に磁気ストライプを貼り付けて、中筒１２１側に磁気エンコーダを取り付けることにより、中筒１２１の位置または移動量を検出してもよい。これに代えて、ガイドバー１４２の磁気パターンを、中筒１２１側に設けたホール素子で検出することにより、中筒１２１の位置または移動量を検出してもよい。

図１８は、中間ユニット１６０のさらに他の構造を示す斜視図である。図１９は、図１８の中間ユニット１６０の背面図である。図１８及び図１９の中間ユニット１６０において、ガイドバー１４２、１４４およびそれらの保持機構が異なる他は、図３の中間ユニット１６０と同様の構成を有するので、同様の構成については説明を省略する。

図１８においてガイドバー１４２は磁性体材料から形成される。ガイドバー１４２に当接するＶ溝付規制部１６１には、永久磁石３１０が配される。これらの構成は、図４におけるガイドバー１４２、Ｖ溝付規制部１６１および永久磁石１７０の構成と同様である。

図１８及び図１９のガイドバー１４４は、一対の磁極が長手方向に沿って繰り返す磁気パターンを有する。Ｕ溝付規制部１６３は、ガイドバー１４４の磁気パターンとの間で磁力を生じさせる磁性体３１２を有する。ガイドバー１４４の磁気バターンと磁性体３１２との間に磁力を働かせることにより、ガイドバー１４４にＵ溝部１６５を当接させて、中筒１２１が、光学系１０１の光軸に直交する平面内で回転するのを抑制することができる。

さらに、中筒１２１とは異なるレンズ保持部１３０に駆動コイル支持冶具３０８が取り付けられる（図１８、１９ではレンズ保持部１３０を省略する）。駆動コイル支持冶具３０８には、円筒形の駆動コイル３００が取り付けられる。駆動コイル３００は、ガイドバー１４２に対して非接触に配置されて、ガイドバー１４２との間で磁気的な駆動力を発生させる。駆動コイル３００は単相又は多相駆動型のいずれも適用可能である。外部から駆動コイル３００に電流を流すことにより、駆動コイル３００とガイドバー１４２との間にガイドバー１４２の軸方向の推力が発生する。ガイドバー１４２は固定筒１４０に固定されているので、この推力によりレンズ保持部１３０がガイドバー１４２の長手方向に移動する。

なお、図１８および図１９の中筒１２１は、カムフォロア１６６がカム筒１５０に駆動されることによりガイドバー１４２の長手方向に移動する。光学系の光軸およびガイドバー１４２を含む面に現れる中筒１２１の傾きを抑制する当該ガイドバー１４２は、磁性体材料で形成されていればよく磁石でなくてよいので、種々の材料を選択でき、作成時に直線度を高くすることができ、中筒１２１の移動における光軸のぶれを抑えることができる。

さらに図１６から図１９の実施形態における変形例として、駆動コイル３００は中間ユニット１６０のＶ溝付規制部１６１側に配されてもよいし、Ｕ溝付規制部１６３側に配されてもよいし、ガイドバー１４２、１４４の両方に磁気パターンを設け、両方に駆動コイル３００が配されてもよい。また、中筒１２１に駆動コイル３００が配されてもよいし、レンズ保持部１３０等に駆動コイル３００が配されてもよし、両方に配されてもよい。さらにまた、ガイドバー１４２、１４４が長手方向について固定筒１４０に固定されて、中筒１２１等に固定された駆動コイル３００がガイドバー１４２、１４４に沿って移動してもよいし、駆動コイル３００が固定筒１４０に固定されて、中筒１２１等に固定されたガイドバー１４２、１４４が駆動コイル３００に対して移動してもよい。

図２０は、ガイドバー１４２の他の磁気的構造の断面図である。図２０のガイドバー１４２は、中心に配された永久磁石３２０と、永久磁石３２２の外周面を覆う非磁性体のコーティング部３２２とを有する。コーティング部３２２には低摩擦材料が用いられる。永久磁石３２０と磁性体３０４とが磁力で引き合うことにより、コーティング部３２２が当接面１６９に当接する。これにより、コーティング部３２２と当接面１６９とを確実に当接させつつ摺動の抵抗を低くすることができる。

なお、図２０のガイドバーにおいて、磁石３２０は長手方向に一様に設けられてもよいし、中筒１２１の可動範囲において磁性体３０４に対向する部分に設けられてもよい。またコーティング部３２２も長手方向に一様に磁石３２０を覆ってもよいし、中筒１２１の可動範囲において磁性体３０４との間に介在する部分に設けられてもよい。

図２１は、レンズ鏡筒１００を備えた撮像装置４００の構造を模式的に示す図である。なお、図２１においては、図面が煩雑になることを避ける目的で、レンズ鏡筒１００を模式的に記載した。しかしながら、図２１におけるレンズ鏡筒１００は、図１に示したレンズ鏡筒１００と同じ構造を有する。そこで、同じ構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省いた。

レンズ鏡筒１００は、マウント部２６０を介して、撮像部２００に対して着脱自在に装着される。なお、撮像装置４００において、レンズ鏡筒１００および撮像部２００は、基部１４３等の接続端子を介して電気的にも結合される。これにより、レンズ鏡筒１００は、撮像部２００から電力を供給される。また、レンズ鏡筒１００の鏡筒側制御部１７１および撮像部２００の主制御部２５０は相互に情報を交換する。

撮像部２００は、主鏡２４０、ペンタプリズム２７０、接眼光学系２９０を含む光学系と、主制御部２５０とを収容する。主鏡２４０は、レンズ鏡筒１００の光学系１０１を介して入射した入射光の光路上に傾斜して配置される待機位置と、入射光を避けて上昇する撮影位置（図中に点線で示す）との間を移動する。

待機位置にある主鏡２４０は、入射光の大半を、上方に配置されたフォーカシングスクリーン２７２に導く。フォーカシングスクリーン２７２は、レンズ鏡筒１００の光学系１０１の合焦位置に配置され、光学系１０１により形成された画像を結像させる。

フォーカシングスクリーン２７２に結像された画像は、ペンタプリズム２７０を介して接眼光学系２９０から観察される。これにより、接眼光学系２９０からは、フォーカシングスクリーン２７２上の映像を正像として見ることができる。

ペンタプリズム２７０および接眼光学系２９０の間には、ファインダＬＣＤ２９４に形成された表示画像を、フォーカシングスクリーン２７２の映像に重畳させるハーフミラー２９２が配置される。これにより、接眼光学系２９０の出射端においては、フォーカシングスクリーン２７２の映像と、ファインダＬＣＤ２９４の映像とを併せて見ることができる。なお、ファインダＬＣＤ２９４には、撮像装置４００の撮影条件、設定条件等の情報が表示される。

また、ペンタプリズム２７０の出射光の一部は、測光部２８０に導かれる。測光部２８０は、入射光の強度およびその分布等を測定して、撮影条件を決定する場合に測定結果を参照させる。

一方、入射光の入射面に対する主鏡２４０の裏面には、副鏡２４２が配置される。副鏡２４２は、主鏡２４０を透過した入射光の一部を、下方に配置された焦点位置検出部２３０に導く。これにより、主鏡２４０が待機位置にある場合、焦点位置検出部２３０は、焦点が被写体に合う位置を検出する。なお、主鏡２４０が撮影位置に移動した場合は、副鏡２４２も入射光の光路から退避する。

レンズ鏡筒１００からの入射光に対して主鏡２４０の後方には、シャッタ２２０、光学フィルタ２１２および撮像素子２１０が光路に沿って配置される。シャッタ２２０が開放される場合は、その直前に主鏡２４０が撮影位置に移動するので、入射光は直進して撮像素子２１０に入射される。これにより、入射光の形成する画像が、撮像素子２１０において電気信号に変換される。

また、撮像部２００は、レンズ鏡筒１００に対して背面において、外部に面したメインＬＣＤ２９６を備える。メインＬＣＤ２９６は、撮像部２００に対する各種の設定情報を表示する他、主鏡２４０が撮影位置に移動している場合に撮像素子２１０に形成された画像を表示することもできる。

主制御部２５０は、上記のような種々の動作を総合的に制御する。また、撮像部２００側の焦点位置検出部２３０が検出した被写体までの距離の情報を参照して、レンズ鏡筒１００を駆動するオートフォーカス機構を形成できる。更に、焦点位置検出部２３０がレンズ鏡筒１００の動作量を参照して、フォーカスエイド機構を形成することもできる。

更に、主制御部２５０は、レンズ鏡筒１００の鏡筒側制御部１７１と情報を交換して、絞り部１６２の開閉等も制御する。更に、主制御部２５０は、露出の自動化、シーンモードの実行、ブラケット撮影の実行等にも寄与する。

こうして、レンズ鏡筒１００を備え、第１レンズ群１１４、第２レンズ群１２４および第３レンズ群１３４を含む光学系１０１により形成された像を撮影する撮像部２００を有する撮像装置４００が形成される。このように、レンズ鏡筒１００は、撮像装置４００において好適に使用できる。しかしながら、レンズ鏡筒１００の用途がこれに限られるわけではなく、例えば、レンズ鏡筒１００と撮像部２００とが一体形成された撮像装置、あるいは、動画撮影機、双眼鏡、顕微鏡、測量器等の光学系において、合焦機構、ズーム機構等に使用できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００レンズ鏡筒、１０１光学系、１１０、１２０、１３０レンズ保持部、１１１前筒、１１２、１２２、１３２レンズ枠、１１４第１レンズ群、１１６カムフォロワ、１２１中筒、１２４第２レンズ群、１３１規制部、１３４第３レンズ群、１３５後筒、１３６、１６６カムフォロワ、１４０固定筒、１４２ガイドバー、１４３基部、１４４ガイドバー、１４５筒用ガイドバー、１４８直溝部、１５０カム筒、１５１ズーム環、１５２、１５４、１５６カム溝部、１６０中間ユニット、１６１Ｖ溝付規制部、１６２絞り部、１６３Ｕ溝付規制部、１６４振動補正部、１６５Ｕ溝部、１６７Ｖ溝部、１６８筒付規制部、１６９当接面、１７１鏡筒側制御部、１７０、１７２永久磁石、１８０磁性体ブロック、１９０ヨーク、１９２ヨーク延長部、１９４凸部、２００撮像部、２１０撮像素子、２１２光学フィルタ、２２０シャッタ、２３０焦点位置検出部、２４０主鏡、２４２副鏡、２５０主制御部、２６０マウント部、２７０ペンタプリズム、２７２フォーカシングスクリーン、２８０測光部、２９０接眼光学系、２９２ハーフミラー、２９４ファインダＬＣＤ、２９６メインＬＣＤ、３００駆動コイル、３０２駆動コイル支持冶具、３０４磁性体、３０６永久磁石、３０８駆動コイル支持冶具、３１０永久磁石、３２０永久磁石、３２２コーティング部、４００撮像装置

Claims

レンズを保持するレンズ保持部材と、
一対の磁極が長手方向に沿って繰り返す磁気パターンを有し、前記長手方向が前記レンズの光軸方向に沿うように配されて前記レンズ保持部材の前記光軸方向の移動を案内するガイドバーと、
前記ガイドバーの前記磁気パターンとの間で磁力を生じさせる磁性体を有して、前記レンズ保持部材の外周面に設けられる規制部と、
前記ガイドバーに対して非接触に配置されて前記ガイドバーとの間で磁気的な駆動力を発生させる駆動コイルと
を備え、
前記レンズ保持部材の前記外周面において、前記規制部は前記光軸方向に沿って複数設けられ、複数の前記規制部の間に前記駆動コイルが配置されているレンズ鏡筒。
前記規制部は、前記ガイドバーの外周面の一部に当接する非磁性体の当接面を有し、
前記規制部の前記磁性体は、前記当接面より前記ガイドバーから離れた位置に配される請求項１に記載のレンズ鏡筒。
レンズを保持するレンズ保持部材と、
少なくとも一部に磁石を有し、前記レンズの光軸方向に沿って配されて前記レンズ保持部材の前記光軸方向の移動を案内するガイドバーと、
前記レンズ保持部材に設けられ、前記ガイドバーの外周面の一部に当接する非磁性体の当接面と、前記当接面より前記ガイドバーから離れた位置に配置されて前記ガイドバーの前記磁石との間で磁力を生じさせる磁性体とを有する規制部と、
を備え、
前記ガイドバーの断面は略円形であり、
前記ガイドバーの前記磁石の前記光軸方向に直交する方向における断面には、Ｎ極およびＳ極が存在し、
前記ガイドバーの外周面において、N極およびS極のうちの前記磁性体から遠い側の一方の磁極は他方の磁極よりも長い周長を有するレンズ鏡筒。
前記Ｎ極および前記Ｓ極は、前記断面上において略扇形である請求項３に記載のレンズ鏡筒。
請求項１から４までの何れか一項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。