JP6201426B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒および撮像装置に関するものである。

カメラ等の撮像装置では、レンズ鏡筒の結像光学系を構成する合焦レンズ群（ＡＦレンズ）を駆動機構によって光軸方向に移動させて、合焦位置を調節する（合焦作用を行う）。
特許文献１には、ＡＦレンズの駆動機構における駆動源としてステップモータを用い、駆動機構にバックラッシュがある場合であっても精密な送り精度を得ることのできる駆動装置が開示されている。

特開２０１０−９８８８５号公報

ところで、動画撮影が可能な撮像装置では、動画撮影時において、ＡＦレンズ等の駆動機構の振動に起因する動作音が集音装置により集音されて被写体の発する音声等の目的音に混入し、目的音の品質を損なう、といった不具合を生ずることがある。

本発明の課題は、駆動機構の振動に起因する不具合を低減することのできるレンズ鏡筒および撮像装置を提供することである。

本発明は、固定筒と、光軸方向に移動可能な可動レンズと、駆動力を発生する駆動部の前記駆動力を伝達する伝達機構が組み込まれたベース部と、前記光軸方向に交差する面内における前記伝達機構の出力部の位置と一致する位置に設けられて前記固定筒に対して位置決めする位置決め部とを有し、前記可動レンズを駆動する駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットは、前記光軸に対するラジアル方向に設けられた固定ピンにより振動吸収部材を介して前記固定筒に装着されているレンズ鏡筒に関する。
また、本発明は、上記レンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

本発明によれば、駆動機構の振動に起因する不具合を低減することのできるレンズ鏡筒および撮像装置を提供できる。

本実施形態におけるカメラの概念的な構成図である。 本実施形態におけるＡＦレンズ駆動機構３０部分の斜視図である。 駆動ユニットの前面側から見た斜視図である。 駆動ユニットの背面側から見た斜視図である。 固定筒への駆動ユニットの装着状態を示す前面側から見た斜視図である。 固定筒への駆動ユニットの装着状態を示す背面側から見た斜視図である。 図５のＡ−Ａ断面に相当する駆動ユニットの固定内筒への装着部位の拡大断面図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、ＸＹＺ直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸ＯＡを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラの位置（以下、正位置という）において撮影者から見て左側に向かう方向をＸプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をＹプラス方向とする。さらに、正位置において被写体に向かう方向をＺプラス方向とする。さらに、被写体に向かうＺプラス方向を前面側、その逆側のＺマイナス側を背面側、ともいう。

図１は、本実施形態におけるカメラ１の概念的な構成図である。
カメラ１は、カメラ本体１０と、レンズ鏡筒２０と、を備える。レンズ鏡筒２０は、いわゆる交換レンズであって、その基端部に備えるレンズマウントＬＭが、カメラ本体２のボディマウントＢＭと係合することで、カメラ本体１０に着脱可能に装着される。

カメラ本体１０は、光像を電気信号に変換する撮像素子１１を備え、この撮像素子１１による撮像データを画像処理して図示しない記録部に記録する、いわゆるデジタルカメラである。なお、本発明はデジタルカメラに限定されるものではない。また、レンズ鏡筒がカメラ本体と一体に構成されたものに適用しても良い。

レンズ鏡筒２０は、詳細な説明は省略するが、固定外筒２１の内部に、合焦レンズ群ＦＬを含む複数のレンズ群によって構成された結像光学系２２と、固定内筒２３と、合焦レンズ群ＦＬを移動駆動するＡＦレンズ駆動機構３０を備えている。図２は本実施形態におけるＡＦレンズ駆動機構３０部分の斜視図である。

合焦レンズ群ＦＬは、レンズ枠２４に保持されている。レンズ枠２４の外周には、フォロアピン２５が突設されている。合焦レンズ群ＦＬは、フォロアピン２５が、後述するＡＦレンズ駆動機構３０によって操作されることで、光軸ＯＡ方向（Ｚ軸方向）に移動駆動され、これによって焦点調節を行う。

そして、カメラ１は、図示しないレリーズボタンが押下操作されると、ＡＦレンズ駆動機構３０によって合焦レンズ群ＦＬを移動駆動して合焦調節（ＡＦ制御）を行う。
撮像レンズ２０によって結像された被写体像光を撮像素子１１が電気信号に変換し、その画像データをカメラ本体１０が備える図示しない記録媒体に記録（すなわち撮影）する。
これら一連の動作は、カメラ本体１０に備えられた図示しない制御部によって制御される。

ＡＦレンズ駆動機構３０は、カム筒３１と、操作筒３２と、操作筒３２から延びる操作アーム３３と、固定内筒２３に装着された駆動ユニット４０と、により構成されている。

カム筒３１は、光軸ＯＡ方向（Ｚ軸方向）に対して所定の形状を有するカム溝３１Ａを備えている。カム溝３１Ａには、後述する操作アーム３３の操作スリット３３２Ｃを内周側から外周側に貫通したレンズ枠２４のフォロアピン２５が摺動移動可能に嵌合している。

固定内筒２３の外周側に回転可能に設けられた操作筒３２からは、操作アーム３３が光軸ＯＡ方向（Ｚ軸方向）前方側に延設されている。
操作筒３２の内周側には、内周ギア３２Ｇが設けられている。操作アーム３３には、光軸ＯＡ（Ｚ軸）と平行な操作スリット３３Ｂが形成されている。
操作スリット３３Ｂには、合焦レンズ群ＦＬのレンズ枠２４に突設されたフォロアピン２５が、摺動移動可能に嵌合している。

駆動ユニット４０は、詳しくは後述するが、図３および図４に示すように、駆動モータ４２と、ギア列４３と、出力ギア４３Ａと、を備え、駆動モータ４２の回転駆動力を、ギア列４３を介して減速・伝達して出力ギア４３Ａから出力する。
駆動ユニット４０は、固定内筒２３の、外周とその前面側端部に形成されたフランジ２３Ｆとの隅部に装着されている。出力ギア４３Ａは径方向外周側に露出しており、その外周側に位置する操作筒３２の内周ギア３２Ｇと噛合している。
これにより、駆動ユニット４０は、駆動モータ４２の回転駆動によって出力ギア４３Ａが回転し、操作筒３２を回転駆動するようになっている。

そして、ＡＦレンズ駆動機構３０は、駆動ユニット４０が操作筒３２を回転駆動すると、操作筒３２から延びる操作アーム３３がレンズ枠２４のフォロアピン２５を回転操作する。
そして、この回転に伴ってフォロアピン２５（レンズ枠２４すなわち合焦レンズ群ＦＬ）がカム筒３１のカム溝３１Ａに沿って光軸ＯＡ方向に移動する。
すなわち、駆動ユニット４０が操作筒３２を回転駆動することで、合焦レンズ群ＦＬを光軸ＯＡ方向（Ｚ軸方向）前後に移動駆動する。

つぎに、図３〜図７を参照して、本実施形態の駆動ユニット４０およびその固定内筒２３への装着構造について説明する。
図３は、駆動ユニット４０の前面側から見た斜視図である。図４は、駆動ユニット４０の背面側から見た斜視図である。図５は、固定筒２３への駆動ユニット４０の装着状態を示す前面側から見た斜視図である。図６は、固定筒２３への駆動ユニット４０の装着状態を示す背面側から見た斜視図である。図７は、図５のＡ−Ａ断面に相当する駆動ユニット４０の固定内筒２３への装着部位の拡大断面図である。

駆動ユニット４０は、当該駆動ユニット４０のベース部４１と、駆動モータ４２と、複数のギアによって構成されるギア列４３と、カバー４５と、により構成されている。
ベース部４１は、固定内筒２３の周面に沿うように所定長さの円弧状に形成されている。
ベース部４１の前面側には、ギアを収容する凹部が形成されており、ここに複数のギアが所定の関係で配置されてギア列４３を構成している。
ベース部４１の背面側の一方端（図中下側の端）近傍には、駆動モータ４２が装着されている。

ベース部４１の周方向両端部には取付部４６が設けられている。
取付部４６は、所定厚さの板状であって、固定筒２３の周面に沿う姿勢でベース部４１における周方向の端面に突設されており、板面と直交する方向（固定筒２３の中心に対してラジアル方向）に装着孔４６Ｈが貫通形成されている。当該駆動ユニット４０は、この取付部４６で、固定内筒２３に装着される。

ギア列４３は、周方向略中央の前面側に位置する出力ギア４３Ａに連繋している。
駆動モータ４２は、その回転軸をＺ軸と平行とした姿勢で設けられており、回転力を駆動ユニット４０に入力する。本実施形態における駆動モータ４２は、超音波モータである。

カバー４５は、ベース部４１の前面側を覆うように形成されている。
カバー４５は、その周方向における両端および略中央で、ビス４０ＡによってＺ軸と平行な方向でベース部４１に締着されている。
ここで、カバー４５は、その板面と直交する方向（Ｚ軸と平行な方向）において、多少の変形を許容し得るように敢えて低剛性に形成されている。

また、カバー４５は、当該駆動ユニット４０を固定筒２３に装着する際における位置決め突起４７を備えている。
位置決め突起４７は、所定径および所定高さの円柱状であって、カバー４５がベース部４１に締着された状態においてその軸方向がＺ軸と平行となる姿勢で、カバー４５の前面側に突設されている。位置決め突起４７のＸ−Ｙ平面と平行な方向における位置は、ギア列４３における出力ギア４３Ａの中心と略一致している。

上記のように構成された駆動ユニット４０は、図５および図６に示すように、固定内筒２３の、外周と前面側端部のフランジ２３Ｆとの隅部に、周方向両端に設けられた取付部４６により装着されている。
図５のＡ−Ａ断面である図７に示すように、取付部４６は、固定筒２３の周面に固定された固定ピン４８によって、装着孔４６Ｈに内挿された緩衝ブッシュ４９を介して装着されている。

固定ピン４８は、所定径で所定長さの胴軸部４８Ａの一方の端部に固定ネジ部４８Ｂを備えると共に、胴軸部４８Ａの他端に大径の頭部４８Ｃを備えている。この固定ピン４８は、取付部４６と対応する位置に、その軸方向を固定筒２３の中心に対してラジアル方向として、固定ネジ部４８Ｂで固定筒２３の外周面に締着固定される。

緩衝ブッシュ４９は、ゴムや発泡ウレタン等の振動吸収機能を有する素材によって形成され、基筒部４９Ａの両端に、それぞれ所定厚さの円盤状のワッシャフランジ４９Ｂを備えている。
基筒部４９Ａは、装着孔４６Ｈに所定の公差で嵌合する外径で、固定ピン４８の胴軸部４８Ａが所定の公差で嵌合する挿通孔４９Ｃを有する円筒状に形成されている。

ワッシャフランジ４９Ｂは、所定厚さの円盤状であって、その外径は固定ピン４８の頭部４８Ｃと略等しく設定されている。
緩衝ブッシュ４９における両端のワッシャフランジ４９Ｂの内法は、取付部４６の厚さと対応している。また、緩衝ブッシュ４９の軸方向における全長は、固定ピン４８の胴軸に、所定の変形代を加えた長さに設定されている。

緩衝ブッシュ４９は、駆動ユニット４０の取付部４６における装着孔４６Ｈに、その基筒部４９Ａで嵌合し、両端のワッシャフランジ４９Ｂの間に取付部４６を挟むように装着される。
そして、取付部４６は、当該取付部４６に装着された緩衝ブッシュ４９の挿通孔４９Ｃに、固定ピン４８の胴軸部４８Ａが挿通され、その固定ピン４８によって固定内筒２３に装着されている。この装着状態において、ワッシャフランジ４９Ｂは、所定量圧縮されて弾性変形する。

上記のような取付部４６による駆動ユニット４０の装着構造では、取付部４６は、固定ピン４８との間に、固定ピン４８の中心軸方向には緩衝ブッシュ４９のワッシャフランジ４９Ｂが介在し、固定ピン４８の中心軸と直交する方向には緩衝ブッシュ４９の基筒部４９Ａが介在する。つまり、取付部４６は、固定ピン４８との間に緩衝ブッシュ４９が全方位において介装された状態で支持される。

これにより、駆動ユニット４０は、固定内筒２３に剛的に固定された固定ピン４８に対して、弾性部材によって形成された緩衝ブッシュ４９を介して浮いたような状態で支持される。従って、駆動ユニット４０は、緩衝ブッシュ４９の弾性変形によって微妙な位置変異が可能となっている。

また、駆動ユニット４０の周方向および径方向における位置決めは、カバー４５に突設された位置決め突起４７が、固定内筒２３のフランジ２３Ｆに形成された位置決め孔２３Ｈに嵌合することで行われる。
ここで、カバー４５は、前述したように低剛性に形成されて変形し得るが、位置決め突起４７は出力ギア４３Ａの中心と略一致して配設されているため、カバー４５の変形によっても出力ギア４３Ａの設置位置精度の低下を招くことはない。

上記のような駆動ユニット４０の装着構造では、駆動ユニット４０は、緩衝ブッシュ４９を介して、固定筒２３に固定された固定ピン４８によって支持されている。また、カバー４５は、変形を許容するように低剛性に形成されている。
このため、この緩衝ブッシュ４９とカバー４５の弾性によって、駆動の際に駆動モータ４２およびギア列４３から生ずる振動の固定内筒２３への伝播を抑制する。これにより、振動に起因する騒音等による不具合を抑えることができる。

また、駆動ユニット４０は、固定筒２３の中心に対してラジアル方向として固定された固定ピン４８によって緩衝ブッシュ４９を介して支持されており、位置決めは、出力ギア４３Ａの近傍の位置決め突起４７によって成される。
これにより、駆動ユニット４０に構成精度や装着精度にバラツキがあっても、緩衝ブッシュ４９の弾性変形によってこれを吸収し、最も重要な出力ギア４３Ａの設置位置精度は位置決め突起４７によって高精度に規定することができる。

つまり、光軸ＯＡ（Ｚ軸）と平行に配置されたネジ等の固定要素によって駆動ユニット４０を固定筒２３に固定する構成を採用する場合、そのような構成では、駆動ユニット４０の構成精度や装着精度が出力ギア４３Ａの設置位置精度に直結するため、それぞれを高精度にする必要がある。
しかし、本構成では、駆動ユニット４０の構成精度や装着精度には高い精度を要求することなく、肝心な出力ギア４３Ａを高精度に設置できる。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、駆動ユニット４０は、緩衝ブッシュ４９を介して、固定筒２３に固定された固定ピン４８によって支持されているため、緩衝ブッシュ４９が駆動モータ４２およびギア列４３から生ずる振動の固定内筒２３への伝播を抑制し、これによって、振動に起因する騒音等による不具合を抑えることができる。

（２）また、駆動ユニット４０は、緩衝ブッシュ４９を介して、固定筒２３の中心に対してラジアル方向として固定された固定ピン４８によって支持されているため、駆動ユニット４０における構成精度や装着精度のバラツキを、緩衝ブッシュ４９の弾性変形によって吸収することができる。一方、重要な出力ギア４３Ａの設置位置精度は位置決め突起４７によって高精度に規定することができる。その結果、駆動ユニット４０の精度の緩和が可能となり、製造コストを低減できる。

（変形形態）
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、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、緩衝ブッシュの材質としてゴムや発泡ウレタンを例示したが、緩衝ブッシュの材質はこれに限らず、振動吸収機能を有するものであれば、たとえば金属素材であっても良い。

（２）上記実施形態では、駆動ユニット４０における駆動モータ４２を超音波モータとしたが、駆動モータ４２はこれに限らず、たとえばステッピングモータ等であっても良い。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：カメラ、１０：カメラボディ、２０：レンズ鏡筒、２３：固定内筒、３０：ＡＦレンズ駆動機構、３２：操作筒、４０：駆動ユニット、４１：ベース部、４２：駆動モータ、４３：ギア列、４３Ａ：出力ギア、４５：カバー、４６：取付部、４６Ｈ：装着孔、４７：位置決め突起、４８：固定ピン、４９：緩衝ブッシュ、ＦＬ：合焦レンズ群

Claims (5)

1. 固定筒と、
   光軸方向に移動可能な可動レンズと、
   駆動力を発生する駆動部の前記駆動力を伝達する伝達機構が組み込まれたベース部と、前記光軸方向に交差する面内における前記伝達機構の出力部の位置と一致する位置に設けられて前記固定筒に対して位置決めする位置決め部とを有し、前記可動レンズを駆動する駆動ユニットと、を備え、
   前記駆動ユニットは、前記光軸に対するラジアル方向に設けられた固定ピンにより振動吸収部材を介して前記固定筒に装着されているレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記固定ピンは、軸部と前記軸部よりも径が大きい頭部を有し、
   前記駆動ユニットは前記軸部が貫通する貫通孔を有する取付部を有し、
   前記振動吸収部材は、前記頭部と前記取付部との間および前記軸部と前記取付部との間に配置されているレンズ鏡筒。
3. 請求項１または２に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記可動レンズは、焦点調節用のレンズであるレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記駆動部は、超音波モータであるレンズ鏡筒。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備える撮像装置。

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