JP6838855B2 - レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器に関する。

デジタルカメラやビデオカメラ等の光学機器に用いられているレンズ鏡筒は、複数のレンズが位置決めされて構成される光学系を有する。この光学系の光学性能は、各レンズの位置ずれ（偏芯や倒れ）により劣化する。各レンズの位置ずれは、レンズ鏡筒への衝撃により起こりうるため、各レンズをレンズ鏡筒に強固に保持することが望まれている。レンズの保持方法としては、接着剤を用いて保持する方法（特許文献１）やレンズ鏡筒内に押え環を配置し、押え環によりレンズを押圧して保持する方法（特許文献２）がある。

特許第３７３９２９５号公報 特開２０１０−１３４３７８号公報

しかしながら、上記の各特許文献に開示された方法では、各レンズに対するレンズ鏡筒への衝撃による影響が大きくなる場合（例えば、大型で質量の大きいレンズを保持する場合、複数レンズを互いに直接接触させて保持する場合）に対応することは困難である。すなわち、特許文献１では、互いに直接接触（マージナルコンタクト）させた２つのレンズの一方のみを鏡筒に接着剤で固定しており、固定力が不足しうる。また、特許文献２では、隣接するレンズの一方のみを押え環により鏡筒に固定しており、同様に固定力が不足しうる。

本発明は、例えば、レンズの固定力を向上させ、耐衝撃性能に優れたレンズ鏡筒の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、互いに当接する第１のレンズと第２のレンズとを保持するレンズ鏡筒であって、固定筒と、前記第１のレンズに当接する傾斜面を有し、該傾斜面と前記第１のレンズが当接することで、前記第１のレンズを前記第２のレンズの側から、前記第１のレンズと前記第２のレンズの光軸方向に沿った方向に力を加えることで、前記固定筒に押し付ける第１の固定手段と、前記第２のレンズに当接する傾斜面を有し、該傾斜面と前記第２のレンズが当接することで、前記第２のレンズを、前記第１のレンズと前記第２のレンズの光軸方向に沿った方向に力を加えることで、前記第１のレンズに押し付ける第２の固定手段とを備え、前記第２のレンズと前記第１の固定手段とは、径方向において互いに対向し、かつ互いに離間している。

本発明によれば、例えば、レンズの固定力を向上させ、耐衝撃性能に優れたレンズ鏡筒を提供することができる。

第１実施形態に係るレンズ鏡筒を適用可能な交換レンズ鏡筒の構成を示す図である。 複数のレンズそれぞれを押え環によりレンズ鏡筒に固定した状態を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒を適用可能な交換レンズ鏡筒の構成を示す断面図である。このレンズ鏡筒は、マウント１００１、外装環１００２、固定筒１００４、手振れ補正群１００６、中間筒１００８、案内筒１００９、カム筒１０１０、第１群鏡筒１０１３、第２群鏡筒１０１１、第３群鏡筒１００５および第４群鏡筒１００７を有する。また、第１群鏡筒１０１３には、像側から順に第１のレンズ１０１９と第２のレンズ１０２１とがそれぞれ第一の押え環１０１８および第二の押え環１０２０で固定されている。この固定方法の詳細については図２を用いて後述する。

マウント１００１は、カメラボディと着脱可能であり、外装環１００２が径嵌合し、当接部１００３で光軸方向が規制されて、ビスで締結されている。外装環１００２は、固定部材である固定筒１００４に径嵌合し、光軸方向でビスにより締結される。固定筒１００４は、レンズを保持する３群鏡筒１００５と、レンズを光軸直行平面内でシフトすることによって手振れ補正を行う手振れ補正群１００６とを、カムフォロアにより保持している。また、固定筒１００４には、レンズを保持する４群鏡筒１００７が径嵌合し、光軸方向でビスにより締結されている。

中間筒１００８は、固定筒１００４に径嵌合し、光軸方向でビスにより締結される。案内筒１００９は、中間筒１００８に対して径嵌合し、光軸方向でビスにより締結される。カム筒１０１０は、案内筒１００９に対して径嵌合し、且つ光軸方向への移動が規制され定位置回転をする。案内筒１００９とカム筒１０１０には、レンズを保持する２群鏡筒１０１１を光軸方向へ進退させるために、それぞれ直進溝およびカム溝が形成されており、２群鏡筒１０１１に取り付けられたカムフォロア（不図示）がこれらに係合している。レンズを保持する１群鏡筒１０１３は、案内筒１００９に対して当接部１０１４で光軸方向が規制され、案内筒１００９とねじ結合されている。

案内筒１００９には、アクチュエータ１０１５が径嵌合し、光軸方向でビスにより締結されている。アクチュエータ１０１５の回転部（不図示）を介して、アクチュエータ１０１５の回転力がカム筒１０１０に伝達される。１群鏡筒１０１３には、フォーカスリング１０１６が径嵌合し、１群鏡筒１０１３の外周部に固定されたカムフォロア１０１７で光軸方向への移動が規制されている。フォーカスリング１０１６とアクチュエータ１０１５の構成部材（不図示）は一体的に回転し、フォーカスリング１０１６の回転作動がアクチュエータ１０１５を介して、カム筒１０１０に伝達される。

図２は、第１群鏡筒１０１３に対し、第１のレンズ１０１９と第２のレンズ１０２１とをそれぞれ第一の押え環１０１８および第二の押え環１０２０で固定した状態を示す断面図である。本実施形態では、第１のレンズ１０１９と第２のレンズ１０２１とは、互いに直接接する（マージナルコンタクト）ものとする。マージナルコンタクトしているレンズは、組み立て精度、省スペース化の点から有利である。第１のレンズ１０１９は、第１群鏡筒１０１３の内面部１０２４で嵌合している。第１のレンズ１０１９は、傾斜面１０２５を有している。傾斜面１０２５は、第１のレンズ１０１９を第１群鏡筒１０１３に挿入する方向（紙面左から右方向）から第１のレンズ１０１９の突き当て部１０２３側へ向けて径大化している。突き当て部１０２３は、後述する第一の規制部１０３６が設けられた面とは反対側の面に備えられ、光軸に垂直な面を有する。そして、突き当て部１０２３は、鏡筒内面の光軸に垂直な面と当接する。

第一の押え環１０１８は、第１のレンズの傾斜面１０２５と対向し、当接する第一の押え環当接面１０２６を有している。第一の押え環１０１８は、第一の雄ねじ部（ねじ山）１０３３を備える。第一の雄ねじ部（ねじ山）１０３３は、第１群鏡筒１０１３の第一の雌ねじ部（ねじ溝）１０３２と螺合し、該螺合により第１のレンズの傾斜面１０２５と第一の押え環当接面１０２６とが当接し、第１のレンズ１０１９が固定される。

第１のレンズ１０１９が大型で質量が大きいものである場合、第１のレンズ１０１９を保持する第１群鏡筒１０１３には、第１のレンズ１０１９が挿入された際に、その質量によって変形してしまわないように十分な強度が求められる。そのため、第１群鏡筒１０１３の材質はアルミやマグネシウムといった金属が適する。第１群鏡筒１０１３が金属製の場合、第１群鏡筒１０１３の内面部１０２４と第１のレンズ１０１９との間に径方向の隙間（径ガタ）が必要になる。隙間がないと第１のレンズ１０１９を第１群鏡筒１０１３内に挿入する際に不便であるからである。この径ガタの影響により、第１のレンズ１０１９が嵌合する第１群鏡筒１０１３の内面部１０２４の中心軸と、第１のレンズ１０１９の光軸中心が一致しない場合がある。すなわち、第１群鏡筒１０１３の内面部１０２４に対して、第１のレンズ１０１９が光軸に直交する平面内で偏芯してしまう。

これに対し、本実施形態では、第一の押え環１０１８により、第１のレンズ１０１９を第１群鏡筒１０１３へ固定することで偏芯を解消（調芯）している。以下、これについて詳述する。第一の押え環１０１８は、第１群鏡筒１０１３に対しねじ結合されることで調芯される。すなわち、第一の押え環１０１８を締め込みきると、第１群鏡筒１０１３の第一の雌ねじ部１０３２から、第一の押え環１０１８の第一の雄ねじ部１０３３に対して、作用力Ａが発生する。第一の雌ねじ部１０３２と第一の雄ねじ部１０３３とは光軸周りに螺旋状に当接し、作用力Ａは、第一の雌ねじ部１０３２から、第一の雄ねじ部１０３３に対して、該当接する箇所から略均等に加わる。これにより、第一の押え環１０１８は第１群鏡筒１０１３に対して調芯される。

また、第１のレンズ１０１９は、第一の押え環当接面１０２６と当接する傾斜面１０２５を有している。そのため、第一の押え環１０１８が第１群鏡筒１０１３に調芯されると、第１のレンズ１０１９も第１群鏡筒１０１３に対し、調芯される。以上の構成により、第１のレンズ１０１９は精度よく第１群鏡筒１０１３に対して調芯された状態で保持される。

図２で示した破線は、撮像のために有効な光線が通過する領域の境界を示している。紙面、破線より下部が有効領域、上部が非有効領域である。非有効領域において、第１のレンズ１０１９は、第一の規制部１０３６において、第２のレンズ１０２１の第二の規制部１０３５と接触する。これにより、第１のレンズ１０１９と第２のレンズ１０２１との光軸方向の相対位置が規制される。

第一の押え環１０１８は、第２のレンズ１０２１の外周に対向して延伸する内面部１０２８を有している。レンズの組み立て易さを考慮して、内面部１０２８は、第２のレンズ１０２１の外周に接触はしていない（＝クリアランスを有する）。また、内面部１０２８は第２のレンズ１０２１を１群鏡筒１０１３に組み込む際に、レンズ挿入のガイドをする役割を果たし、レンズ挿入の作業性を安定させる。本実施形態では、内面部１０２８を第２のレンズ１０２１の外周に対し平行な面としているが、これに限らずレンズの組み立て易さを考慮して、第２のレンズ１０２１の外周に対し傾斜していてもよい。

第２のレンズ１０２１は、第１群鏡筒１０１３の開口部側（紙面左側、レンズが挿入されてくる側）に曲率面１０３１を有している。本実施形態では、曲率面１０３１を凸の曲率面としている。第二の押え環１０２０は第二の押え環当接面１０３０を有し、曲率面１０３１と当接する。第二の押え環１０２０は、第１群鏡筒１０１３の第二の雌ねじ部１０３８と第二の押え環１０２０の第二の雄ねじ部１０３９でねじ結合しており、第二の押え環１０２０をねじ込むことで曲率面１０３１と第二の押え環当接面１０３０が当接する。

第二の雌ねじ部１０３８から、第二の雄ねじ部１０３９に対して、作用力Ｂが発生する。第二の雌ねじ部１０３８と第二の雄ねじ部１０３９は光軸周りに螺旋状に当接する。そのため、作用力Ｂは、第二の雌ねじ部１０３８から、第二の雄ねじ部１０３９に対して、当接する箇所から略均等に加わる。それにより、第一の押え環１０１８と同様にして、第二の押え環１０２０および第２のレンズ１０２１は第１群鏡筒１０１３に対して調芯された状態で保持される。

第一の押え環１０１８および第二の押え環１０２０は、互いに独立して（非接触の状態で）第１のレンズ１０１９および第２のレンズ１０２１を物体側から像側に向かって第１群鏡筒１０１３に押し付けて固定している。そのため、第１群鏡筒１０１３に外側から強い衝撃が加わっても、第１のレンズ１０１９から第２のレンズ１０２１に対し力が加わらないので、第１群鏡筒１０１３に対する位置ズレが発生しない。それにより、第１のレンズ１０１９と第２のレンズ１０２１との相対的な位置関係が変化しないので、大きな光学性能変化を防止できる。

以上のように、本実施形態によれば、レンズの固定力を高め、耐衝撃性能に優れたレンズ鏡筒を提供することができる。

なお、第１のレンズ１０１９と第一押え環１０１８との間や、第２のレンズ１０２１と第二押え環１０２０との間には、組み立て易さを考慮して、潤滑性のある手段を介在させてもよい。また、第１のレンズ１０１９および第２のレンズ１０２１は、非有効領域で互いに接触できればレンズの形状は問わず、この場合、第一押え環１０１８および第二押え環１０２０は、各レンズの形状に対応した当接面を有する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、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。

１０１３ 第１群鏡筒
１０１８ 第一の押え環（第１の固定手段）
１０２０ 第二の押え環（第２の固定手段）
１０１９ 第１のレンズ
１０２１ 第２のレンズ

Claims (10)

1. 互いに当接する第１のレンズと第２のレンズとを保持するレンズ鏡筒であって、
   固定筒と、
   前記第１のレンズに当接する傾斜面を有し、該傾斜面と前記第１のレンズが当接することで、前記第１のレンズを前記第２のレンズの側から、前記第１のレンズと前記第２のレンズの光軸方向に沿った方向に力を加えることで、前記固定筒に押し付ける第１の固定手段と、
   前記第２のレンズに当接する傾斜面を有し、該傾斜面と前記第２のレンズが当接することで、前記第２のレンズを、前記第１のレンズと前記第２のレンズの光軸方向に沿った方向に力を加えることで、前記第１のレンズに押し付ける第２の固定手段とを備え、
   前記第２のレンズと前記第１の固定手段とは、径方向において互いに対向し、かつ互い
   に離間していることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第１及び第２の固定手段は、互いに独立して前記固定筒と接触していることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１及び第２の固定手段は、互いに非接触の状態であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１の固定手段は前記第２のレンズに対して非接触の状態であり、前記第２の固定手段は前記第１のレンズに対して非接触の状態であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記固定筒の内面にはねじ溝が設けられ、前記第１及び第２の固定手段には前記ねじ溝と螺合するねじ山が設けられており、
   前記第１及び第２の固定手段は、前記螺合により前記第１及び第２のレンズを押し付けることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第１及び第２の固定手段は、前記螺合により前記第１及び第２のレンズの調芯を行うことを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記第１のレンズと前記固定筒とは、径方向において互いに離間していることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記第１及び第２のレンズは、非有効領域において互いに接触する第１及び第２の規制部を有することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記第１のレンズ及び前記固定筒は、互いに当接する光軸に垂直な面を有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を有することを特徴とする光学機器。

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