WO2024038840A1 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

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WO2024038840A1
WO2024038840A1 PCT/JP2023/029413 JP2023029413W WO2024038840A1 WO 2024038840 A1 WO2024038840 A1 WO 2024038840A1 JP 2023029413 W JP2023029413 W JP 2023029413W WO 2024038840 A1 WO2024038840 A1 WO 2024038840A1
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WO
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lens
frame
optical axis
lens barrel
aperture
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029413
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English (en)
French (fr)
Inventor
福島岳寿
木ノ内有紀
合田洋吉
Original Assignee
株式会社ニコン
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B9/00—Exposure-making shutters; Diaphragms
    • G03B9/02—Diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the lens barrel has an aperture portion that adjusts the amount of light passing through the lens barrel, and at least one lens, and a first lens barrel that engages with a first guide bar that extends in the optical axis direction.
  • a first frame including an engaging portion, and the aperture portion, the lens, and the first frame move integrally in the optical axis direction.
  • the imaging device includes the above lens barrel.
  • configurations of the embodiments described below may be modified as appropriate, and at least a portion thereof may be replaced with other components.
  • the configuration elements whose arrangement is not particularly limited are not limited to the arrangement disclosed in the embodiments, but can be arranged at a position where the function can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a camera including a lens barrel and a camera body according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a subassembly included in the lens barrel and a drive source unit.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the subassembly seen from the subject side.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the subassembly seen from the image plane side.
  • 5(A) is a plan view of the subassembly seen from the subject side
  • FIG. 5(B) is a sectional view taken along the line BB in FIG. 5(A).
  • FIG. 6 is a sectional view of the lens holding frame.
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining the intermediate frame.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a camera including a lens barrel and a camera body according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a subassembly included in the lens barrel and a drive
  • FIG. 8 is a perspective view showing the subassembly and the lens holding frame of the focus lens.
  • FIG. 9(A) is a plan view of the subassembly as seen from the subject side
  • FIG. 9(B) is a plan view of the subassembly and the lens holding frame of the focus lens as seen from the subject side.
  • FIG. 10(A) is a perspective view of the subassembly according to the second embodiment as viewed from the subject side
  • FIG. 10(B) is a perspective view of the subassembly as viewed from the image plane side.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the subassembly seen from the subject side.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the subassembly viewed from the image plane side.
  • 13(A) is a plan view of the subassembly seen from the image plane side, and
  • FIG. 13(B) is a sectional view taken along the line AA in FIG. 13(A).
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a camera 1 including a lens barrel 20 and a camera body 10 according to the present embodiment.
  • the lens barrel 20 can be attached to and detached from the camera body 10 using a lens mount LM.
  • the lens barrel 20 and the camera body 10 may be integrated.
  • the camera body 10 includes an image sensor IS and a control unit CU inside.
  • the image sensor IS includes a photoelectric conversion element such as a CCD (Charge Coupled Device), and converts a subject image formed by an imaging optical system (lens barrel 20 attached to the camera body 10) into an electrical signal. .
  • CCD Charge Coupled Device
  • the control unit CU includes a CPU (Central Processing Unit), etc., and performs shooting including zoom operation, focusing drive, aperture adjustment, and blur correction of captured images due to camera shake, etc. in the camera body 10 and attached lens barrel 20.
  • the overall operation of the camera 1 is generally controlled.
  • the lens barrel 20 includes a first fixed barrel 21, a second fixed barrel 22 disposed inside the first fixed barrel 21, and a zoom operation ring 23. Equipped with.
  • the first fixed barrel 21 and the second fixed barrel 22 are composed of a plurality of parts, but may be composed of one part.
  • the lens barrel 20 includes a plurality of lens groups L1 to L6 sequentially arranged along a common optical axis OA.
  • the lens groups L1 and L6 are held in a second fixed barrel 22.
  • Lens groups L2 to L5 are held by lens holding frames F2 to F5, respectively.
  • Lens groups L2 and L4 are zoom lens groups
  • lens group L3 is a vibration reduction (VR) lens group
  • lens group L5 is a focus lens group.
  • each of the lens groups L1 to L6 may be composed of one lens, or may be composed of a plurality of lenses.
  • the lens barrel 20 includes a first guide bar 25, a second guide bar 26 (not shown in FIG. 1), and a sub-guide bar 27.
  • the first guide bar 25 , the second guide bar 26 , and the sub-guide bar 27 are fixed to the second fixed cylinder 22 .
  • the first guide bar 25 guides the lens holding frame F4 in the direction of the optical axis OA
  • the second guide bar 26 guides the lens holding frame F5 in the direction of the optical axis OA.
  • the sub guide bar 27 restricts the rotation of the lens holding frame F4 about the first guide bar 25 and the rotation of the lens holding frame F5 about the second guide bar 26.
  • the lens holding frame F4 and the lens holding frame F5 share the sub guide bar 27, but a corresponding sub guide bar is provided for each of the lens holding frame F4 and the lens holding frame F5. Good too.
  • the lens barrel 20 includes a subassembly G1 that includes an aperture mechanism 30 that adjusts the amount of light flux, a correction mechanism 40 that corrects image blur, and a lens holding frame F4.
  • the subgroup G1 is driven by the first drive source unit 100.
  • the subassembly G1 and the first drive source unit 100 will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the subassembly G1 and the first drive source unit 100.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the subassembly G1 seen from the subject side
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the subassembly G1 seen from the image plane side.
  • FIG. 5(A) is a plan view of the subassembly G1 seen from the subject side
  • FIG. 5(B) is a sectional view taken along the line BB in FIG. 5(A).
  • FIG. 6 is a sectional view of the lens holding frame F4 included in the subassembly G1.
  • Subset G1 includes an aperture mechanism 30, a correction mechanism 40, and a lens holding frame F4.
  • the diaphragm mechanism 30 is a iris diaphragm whose aperture diameter can be adjusted. As shown in FIGS. 3 and 4, the aperture mechanism 30 includes a lens holding frame F2, a plurality of aperture blades 32, a rotating frame 33, a stepping motor 34, and an intermediate frame 60.
  • the lens holding frame F2 includes a lens holding part 36 (see FIG. 3) that holds the lens group L2, and a plurality of holes 31 (see FIG. 4) formed on the image plane side surface.
  • the number of the plurality of holes 31 is the same as the number of aperture blades 32, and a support portion 32a of the aperture blade 32 is inserted into each hole 31.
  • a support portion 32a is provided on the object-side surface of each of the plurality of aperture blades 32, and a cam follower 32b is provided on the image-side surface.
  • the support portion 32a is inserted into a hole 31 provided in the lens holding frame F2, and the cam follower 32b is inserted into a cam groove 33a provided in the rotation frame 33 (see FIG. 3).
  • the rotating frame 33 is an annular member having an opening in the center, and has the same number of cam grooves 33a as the number of aperture blades 32 formed therein. As described above, the cam follower 32b of the aperture blade 32 is inserted into the cam groove 33a. Note that the cam groove 33a may be a through groove that penetrates the rotating frame 33, or may be a groove that does not penetrate the rotating frame 33.
  • a segment gear 33b is formed on the outer edge of the rotating frame 33 (see FIG. 4), and meshes with a pinion gear 34a attached to the rotating shaft of the stepping motor 34.
  • the stepping motor 34 is held by the intermediate frame 60 so as to protrude toward the lens holding frame F3.
  • the stepping motor 34 When an instruction to change the F value is issued from the camera body 10, the stepping motor 34 is driven to rotate, and the rotating frame 33 having the segment gear 33b that meshes with the pinion gear 34a attached to the rotating shaft of the stepping motor 34 rotates. .
  • the cam follower 32b of the aperture blade 32 is inserted into the cam groove 33a of the rotating frame 33, so when the rotating frame 33 rotates around the optical axis OA, the cam follower 32b of the aperture blade 32 moves into the cam groove with the support portion 32a as a fulcrum. 33a.
  • the size of the aperture of the iris diaphragm can be adjusted using the plurality of diaphragm blades 32.
  • the lens holding frame F2 may be provided with the cam groove 33a
  • the rotating frame 33 may be provided with the hole 31.
  • the correction mechanism 40 includes an intermediate frame 60, a lens holding frame F3, a pair of voice coil motors (VCM) 42a and 42b, and a lens holding frame F4.
  • VCM voice coil motors
  • the lens holding frame F3 holds the lens group L3, which is a focus lens group, and is connected to the lens holding frame F4 in the optical axis OA direction by a spring (not shown).
  • the lens holding frame F3 is driven by the VCMs 42a and 42b.
  • the VCM 42a includes a magnet 43a and a coil 44a
  • the VCM 42b includes a magnet 43b and a coil 44b.
  • the magnets 43a and 43b are held by magnet holding parts 45a and 45b of the lens holding frame F3, respectively, and the coils 44a and 44b are held by coil holding parts 52a and 52b (the coil holding part 52a is not shown) of the lens holding frame F4, respectively. be done.
  • an electromagnetic force in a direction intersecting (orthogonal to) the optical axis OA acts on the lens holding frame F3 via the magnets 43a and 43b, and the lens group L3 is integrated with the lens holding frame F3. (shake correction lens group) is shifted in that direction.
  • the lens group L3 can be shifted in two directions intersecting the optical axis OA, and the lens group L3 can be driven in all directions intersecting the optical axis OA.
  • a so-called moving magnet type VCM is used, but a moving coil type VCM in which the lens holding frame F3 holds a coil and the lens holding frame F4 holds a magnet may also be used. .
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining the intermediate frame 60.
  • the intermediate frame 60 holds the stepping motor 34 included in the aperture mechanism 30 so that the stepping motor 34 protrudes toward the lens holding frame F3 side. Therefore, as shown in FIG. 5(B), the stepping motor 34 and the VCMs 42a and 42b overlap in the radial direction of a circle centered on the optical axis OA. In other words, a plane that includes the stepping motor 34 and is orthogonal to the optical axis OA intersects the VCMs 42a and 42b. That is, the stepping motor 34 and the VCMs 42a and 42b are not stacked in the optical axis OA direction.
  • the length of the subassembly G1 in the optical axis OA direction can be shortened compared to the case where the stepping motor 34 and the VCMs 42a and 42b do not overlap in the radial direction of a circle centered on the optical axis OA.
  • the lens barrel 20 can be downsized.
  • the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40 share the intermediate frame 60, the number of parts can be reduced compared to the case where the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40 are provided separately. parts costs can be reduced.
  • a Hall element 61 is attached to the intermediate frame 60 to detect the amount of movement of the lens holding frame F3 (lens group L3).
  • the position of the lens group L3 can be detected by using the Hall element 61 to detect the magnetic fields of the magnets 43a and 43b fixed to the lens holding frame F3.
  • the intermediate frame 60 is provided with a detection section 62 that detects that the aperture is in the open position.
  • the detection section 62 includes a light emitting section 62a that emits light, and a light receiving section 62b that receives the light emitted by the light emitting section 62a.
  • the detection unit 62 is, for example, a photointerrupter.
  • a light shielding plate 33c is provided on the outer peripheral side of the rotation frame 33 and extends toward the image plane side (see FIG. 4). As the rotating frame 33 rotates with respect to the intermediate frame 60, the light shielding plate 33c moves within the light shielding plate slit 63 (see FIGS. 3 and 7) provided in the intermediate frame 60, and the light emitting part 62a and the light receiving part 62b are connected to each other.
  • a detection circuit (not shown) detects that the aperture is in the open position.
  • the Hall element 61 and the stepping motor 34 are arranged on opposite sides of the optical axis OA. If the distance between the Hall element 61 and the stepping motor 34 is short, noise may be added to the signal from the Hall element 61 due to the influence of the magnetic field of the stepping motor 34. In this embodiment, since the Hall element 61 and the stepping motor 34 are arranged apart from each other, noise can be suppressed from being added to the signal from the Hall element 61.
  • the intermediate frame 60 is fixed to the lens holding frame F2 by inserting screws 72 into the holes 29 (see FIG. 4) formed in the lens holding frame F2.
  • the lens holding frame F2 is fixed to the lens holding frame F4 by inserting screws 71 into holes 59 (see FIG. 3, etc.) formed in the lens holding frame F4.
  • the aperture mechanism 30 is fixed to the lens holding frame F4.
  • the lens holding frame F4 has a cylindrical portion 53 that holds the lens group L4, and a first engaging portion 51 that engages with the first guide bar 25 is provided on the outer peripheral portion of the cylindrical portion 53. and a second engaging portion 54 (see FIG. 3) that engages with the sub guide bar 27.
  • the first engaging portion 51 has a first end 51a and a second end 51b that face each other in the optical axis OA direction.
  • a through hole 51c is formed in the first end 51a and the second end 51b.
  • the first guide bar 25 is inserted into the through hole 51c. By sliding the first engaging portion 51 with respect to the first guide bar 25, the lens holding frame F4 is guided in the optical axis OA direction.
  • the subassembly G1 is driven by driving the lens holding frame F4 by the first drive source unit 100.
  • the first drive source unit 100 includes a stepping motor 101, a lead screw 102, a nut 103, a rotation regulating bar 104, and a mounting member 105.
  • the mounting member 105 is fixed to the stepping motor 101 and rotatably supports the lead screw 102. As shown in FIG. 2, a plurality of holes 105a are formed in the mounting member 105, and by screwing the mounting member 105 to the second fixed cylinder 22, the first drive source unit 100 can be attached to the second fixed cylinder 22. Fixed.
  • the lead screw 102 is directly connected to the output shaft of the stepping motor 101 and is rotationally driven by the stepping motor 101.
  • the lead screw 102 extends in the optical axis OA direction, and a thread groove is formed on the outer periphery of the lead screw 102.
  • a nut 103 that surrounds the entire circumference of the lead screw 102 is engaged with the lead screw 102 .
  • the nut 103 has an engaging portion 103a that engages with the rotation restriction bar 104.
  • the rotation regulating bar 104 is supported by a support portion 51d provided on the first engaging portion 51 of the lens holding frame F4. Thereby, the rotation of the nut 103 is restricted by the rotation restriction bar 104, and when the lead screw 102 is rotated by the stepping motor 101, the nut 103 is moved straight in the optical axis OA direction.
  • a spring 110 is provided between the engaging portion 103a of the nut 103 and the supporting portion 51d of the lens holding frame F4.
  • a rotation regulating bar 104 is inserted through the spring 110 .
  • the spring 110 biases the nut 103 and the support portion 51d so that the nut 103 is pressed against the support portion 51d.
  • the lens holding frame F4 moves together with the nut 103 in the optical axis OA direction. Thereby, by rotationally driving the lead screw 102, the lens holding frame F4 can be driven in the optical axis OA direction. Since the aperture mechanism 30 is fixed to the lens holding frame F4 via the correction mechanism 40, when the lead screw 102 is rotated, the aperture mechanism 30, the correction mechanism 40, and the lens holding frame F4 are integrated. Move in the optical axis OA direction.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the subassembly G1 and the lens holding frame F5.
  • 9(A) is a plan view of the subassembly G1 viewed from the subject side
  • FIG. 9(B) is a plan view of the subassembly G1 and the lens holding frame F5 viewed from the subject side. Note that FIG. 8 shows a state in which the subassembly G1 and the lens holding frame F5 are closest to each other.
  • the lens holding frame F5 is disposed closer to the image plane than the subassembly G1, and has a third engaging portion 91 that engages with the second guide bar 26.
  • the lens holding frame F5 is driven by, for example, a second drive source unit 200 having the same configuration as the first drive source unit 100.
  • the second drive source unit 200 includes a stepping motor, a lead screw, a nut 203, a rotation regulating bar 204, and a mounting member, but illustration of the stepping motor, lead screw, and mounting member is omitted.
  • the second drive source unit 200 is fixed to the second fixed cylinder 22, for example.
  • the subassembly G1 has an outer shape in which a part of a circle is cut out so that the third engaging portion 91 of the lens holding frame F5 can escape.
  • the third engaging portion 91 has a diameter of a circle centered on the optical axis OA. It overlaps with subgroup G1 in the direction. That is, the third engaging portion 91 overlaps with the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40 in the radial direction.
  • the engagement length between the third engagement portion 91 of the lens holding frame F5 and the second guide bar 26 can be increased, so that the central axis of the lens group L5 is aligned with respect to the optical axis OA. This makes it possible to suppress tilting of the lens barrel 20, thereby improving the optical performance of the lens barrel 20.
  • the lens barrel 20 includes an aperture mechanism 30 that adjusts the amount of light passing through the lens barrel 20, and a diaphragm mechanism 30 that moves in a direction intersecting the optical axis OA to correct image blur.
  • a correction mechanism 40 (more specifically, a lens group L3), and a lens holding frame F4 including a first engaging portion 51 that engages with a first guide bar 25 extending in the direction of the optical axis OA.
  • the mechanism 30, the correction mechanism 40, and the lens holding frame F4 move integrally in the optical axis OA direction.
  • a first cam follower and a second cam follower are provided on the outer periphery of the subassembly, and the first cam follower is attached to the zoom operation ring 23.
  • the second cam follower is engaged with a cam groove formed in a cam cylinder that rotates around the optical axis OA in response to an operation, and the second cam follower is engaged with a rectilinear groove that extends in the direction of the optical axis OA.
  • the cam cylinder rotates in response to the operation of the zoom operation ring 23, thereby moving the subassembly along the cam groove.
  • the rotation of the subassembly around the optical axis OA is regulated by the linear groove, and the subassembly is guided in the optical axis OA direction by the linear groove, so the subassembly is moved in the optical axis OA direction without rotating. be able to.
  • the lens barrel 20 includes a first drive source unit 100 that drives the lens holding frame F4 in the optical axis OA direction, and by driving the first drive source unit 100, the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40 and the lens holding frame F4 move together in the direction of the optical axis OA.
  • the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40 are driven by a cam groove formed in a cam cylinder and a cam follower, image skipping/image shaking occurs when the cam follower passes through a step formed on the inner wall of the cam groove. .
  • the first drive source unit 100 since the first drive source unit 100 is used to drive the subassembly G1 including the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40, image skipping/image shaking may occur due to the step formed in the cam groove. There is no. Thereby, the optical performance of the lens barrel 20 can be further improved. Since the first drive source unit 100 is used to drive the aperture mechanism 30 and the correction mechanism 40, which tend to affect optical performance, the optical performance of the lens barrel 20 can be further improved.
  • the lens holding frame F4 engages with the first drive source unit 100 (more specifically, the lead screw 102) and holds the nut 103 that moves in the optical axis OA direction. Since the nut 103 engages with the lead screw 102 around the entire circumference, the subassembly G1 does not move even if, for example, the camera 1 (lens barrel 20) is dropped and the lens barrel 20 receives an impact. Therefore, the impact force applied to the subassembly G1 can be reduced. Thereby, damage to the subassembly G1 can be suppressed. Furthermore, damage to other parts due to the subassembly G1 colliding with other parts can be suppressed.
  • the number of parts can be reduced, and the parts of the lens barrel 20 can be reduced. Cost can be reduced.
  • the lens barrel 20 drives a stepping motor 34 that adjusts the aperture diameter of the diaphragm mechanism 30 and a correction mechanism 40 (more specifically, the lens group L3) in a direction intersecting the optical axis OA.
  • the stepping motor 34 and the VCMs 42a and 42b overlap in the radial direction of a circle centered on the optical axis OA.
  • the lens barrel 20 includes an intermediate frame 60 that holds a stepping motor 34, and the stepping motor 34 is held by the intermediate frame 60 so as to protrude toward the correction mechanism 40 side.
  • the length of the subassembly G1 in the optical axis OA direction can be shortened compared to the case where the stepping motor 34 and the VCMs 42a and 42b do not overlap in the radial direction, so the lens barrel 20 can be made smaller. be able to.
  • the lens barrel 20 also includes a detection unit 62 that detects the open position of the diaphragm mechanism 30, and a position in the direction intersecting the optical axis OA of the correction mechanism 40 (more specifically, the lens group L3).
  • the sensor includes a Hall element 61 that detects , and an intermediate frame 60 that holds the detection section 62 and the Hall element 61 .
  • the detection section 62 in the lens holding frame F2 and the Hall element 61 in the lens holding frame F4
  • the crawling of the flexible printed circuit board becomes complicated.
  • the Hall element 61 and the detection section 62 are provided in the same component (the intermediate frame 60), it is possible to simplify the handling of the flexible printed circuit board.
  • the intermediate frame 60 holds the stepping motor 34 that adjusts the aperture diameter of the diaphragm mechanism 30, and the Hall element 61 and the stepping motor 34 are connected to the optical axis OA in a plane perpendicular to the optical axis OA. placed on the opposite side of the Thereby, the Hall element 61 and the stepping motor 34 are separated from each other, so that it is possible to suppress noise from being added to the signal.
  • the lens barrel 20 includes a screw 71 that fixes the lens holding frame F4 and the aperture mechanism 30 (more specifically, the lens holding frame F2), and the lens holding frame F4 has the screw 71. It has a hole 59 into which it is inserted.
  • the lens holding frame F4 having the first engaging portion 51 that engages with the first guide bar 25 is required to have high rigidity. This is because if the rigidity is low, the first engaging portion 51 that engages with the first guide bar 25 will be inclined with respect to the optical axis OA direction, and the optical performance will deteriorate.
  • the lens holding frame F4 Since the lens holding frame F4 has high rigidity, even if the hole 59 is provided in the lens holding frame F4 and the aperture mechanism 30 is screwed to the lens holding frame F4, the amount of deformation of the lens holding frame F4 can be small. Thereby, for example, it is possible to suppress the central axis of the lens group L4 held by the lens holding frame F4 from being tilted with respect to the optical axis OA due to deformation of the lens holding frame F4. That is, it is possible to suppress the optical performance from deteriorating. Moreover, by fixing the parts (lens holding frame F2 and lens holding frame F4) holding the lens group with the screws 71, it is possible to suppress variations in optical performance due to variations in parts.
  • the lens barrel 20 also includes a lens holding frame F5 that holds the lens group L5 that moves in the optical axis OA direction during focusing, and a second drive source that drives the lens holding frame F5 in the optical axis OA direction. It includes a unit 200 and a second guide bar 26 that guides the lens holding frame F5 in the optical axis OA direction.
  • the lens holding frame F5 has a third engaging part 91 that engages with the second guide bar 26, and when the lens holding frame F5 and the diaphragm mechanism 30 and the correction mechanism 40 are closest to each other, the third engaging part 91 engages with the second guide bar 26.
  • the aperture mechanism 30, and the correction mechanism 40 overlap in the radial direction of a circle centered on the optical axis OA. That is, the aperture mechanism 30, the correction mechanism 40, and the lens holding frame F4 have external shapes that allow the third engaging portion 91 to escape. As a result, the engagement length between the third engagement portion 91 of the lens holding frame F5 and the second guide bar 26 can be increased, thereby suppressing the central axis of the lens group L5 from being tilted with respect to the optical axis OA. Therefore, the optical performance of the lens barrel 20 can be improved.
  • the lens holding frame F2 holds the lens group L2 and the lens holding frame F4 holds the lens group L4, but the present invention is not limited to this.
  • the lens holding frame F2 does not need to hold the lens group L2.
  • the lens holding frame F4 does not need to hold the lens group L4.
  • the lens holding frame F4 had the first engaging portion 51 that engages with the first guide bar 25, but the present invention is not limited to this.
  • the intermediate frame 60A has a first engaging portion 51A that engages with the first guide bar 25 will be described.
  • FIG. 10(A) is a perspective view of the subassembly G1A according to the second embodiment viewed from the subject side
  • FIG. 10(B) is a perspective view of the subassembly G1A viewed from the image plane side
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of the subassembly G1A viewed from the subject side
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the subassembly G1A viewed from the image plane side
  • FIG. 13(A) is a plan view of the subassembly G1A viewed from the image plane side
  • FIG. 13(B) is a sectional view taken along the line AA in FIG. 13(A).
  • the subassembly G1A includes an aperture mechanism 30A, a correction mechanism 40A, and an intermediate frame 60A.
  • the aperture mechanism 30A includes a lens holding frame F2A, a rotating frame 33A, a plurality of aperture blades 32, and an intermediate frame 60A.
  • the lens holding frame F2A holds the lens group L2.
  • the lens holding frame F2A is fixed to the intermediate frame 60A by inserting screws 71A into holes 69 formed in the subject side surface of the intermediate frame 60A. Thereby, the aperture mechanism 30A is fixed to the intermediate frame 60A.
  • the rotating frame 33A is an annular member having an opening in the center, and has the same number of cam grooves 33a as the number of aperture blades 32 formed on the image plane side.
  • a cam follower 32b provided on the object-side surface of the aperture blade 32 is inserted into the cam groove 33a.
  • the cam groove 33a may be a through groove that penetrates the rotating frame 33, or may be a groove that does not penetrate the rotating frame 33A.
  • a segment gear 33b is formed on the outer edge of the rotating frame 33A, and meshes with a pinion gear 34a attached to the rotating shaft of the stepping motor 34.
  • the stepping motor 34 is held by the intermediate frame 60A.
  • a support portion 32a is provided on the image plane side surface of each of the plurality of aperture blades 32, and the support portion 32a is inserted into a hole 31 provided on the subject side surface of the intermediate frame 60A.
  • the stepping motor 34 When an instruction to change the F value is issued from the camera body 10, the stepping motor 34 is driven to rotate, and the rotating frame 33A having the segment gear 33b that meshes with the pinion gear 34a attached to the rotating shaft of the stepping motor 34 rotates. .
  • the cam follower 32b of the aperture blade 32 is inserted into the cam groove 33a of the rotating frame 33A, so when the rotating frame 33A rotates around the optical axis OA, the cam follower 32b of the aperture blade 32 moves into the cam groove with the support portion 32a as a fulcrum. 33a.
  • the cam groove 33a may be provided in the intermediate frame 60A, and the hole 31 may be provided in the rotating frame 33A.
  • the correction mechanism 40A includes an intermediate frame 60A, a lens holding frame F3A, a pair of VCMs 42a and 42b, and a lens holding frame F4A.
  • the lens holding frame F3A is connected to the intermediate frame 60A in the optical axis OA direction by a spring.
  • the lens holding frame F3A is driven by the VCMs 42a and 42b.
  • the configurations of the VCMs 42a and 42b are similar to those in the first embodiment.
  • the magnets 43a and 43b are held by magnet holding parts 45a and 45b of the lens holding frame F3A, respectively, and the coils 44a and 44b are held by coil holding parts 67a and 67b of the intermediate frame 60A, respectively.
  • the length of the subassembly G1A in the optical axis OA direction can be shortened, and the lens barrel 20 can be downsized.
  • the lens holding frame F4A holds the lens group L4 and is fixed to the intermediate frame 60A by inserting the screw 72A into the hole 68 formed on the subject side of the intermediate frame 60A.
  • a Hall element 61 is provided on the image plane side surface of the lens holding frame F4 (see FIGS. 10(B) and 13(A)).
  • the intermediate frame 60A includes a first engaging portion 51A that engages with the first guide bar 25 and a second engaging portion 54A that engages with the sub guide bar 27.
  • the intermediate frame 60A is driven by the first drive source unit 100 described in the first embodiment.
  • the nut 103 that engages with the lead screw 102 moves in the optical axis OA direction
  • the intermediate frame 60A that engages with the nut 103 moves. is moved in the direction of the optical axis OA. Since the diaphragm mechanism 30A and the correction mechanism 40A are fixed to the intermediate frame 60A, when the lead screw 102 is rotationally driven, the diaphragm mechanism 30A, the correction mechanism 40A, and the intermediate frame 60A are integrally moved in the optical axis OA direction. Move to.
  • the first engaging portion 51A that engages with the first guide bar 25 may be provided in a frame that does not hold the lens group.

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Abstract

レンズ鏡筒の光学性能を向上させるため、レンズ鏡筒は、通過する光束の光量を調節する絞り部（３０）と、少なくとも１枚のレンズ（Ｌ３）を有し、光軸方向に延伸する第１ガイドバー（２５）と係合する第１係合部（５１）を備える第１枠（Ｆ４）と、を備え、前記絞り部（３０）と、前記レンズ（Ｌ３）と、前記第１枠（Ｆ４）とは、一体で前記光軸方向に移動する。

Description

レンズ鏡筒及び撮像装置
　レンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
　レンズ鏡筒に対して、高い光学性能が求められている（例えば、特許文献１）。
特開２０１８－１８０３５７号公報
　第１の態様によれば、レンズ鏡筒は、通過する光束の光量を調節する絞り部と、少なくとも１枚のレンズを有し、光軸方向に延伸する第１ガイドバーと係合する第１係合部を備える第１枠と、を備え、前記絞り部と、前記レンズと、前記第１枠とは、一体で前記光軸方向に移動する。
　第２の態様によれば、撮像装置は、上記レンズ鏡筒を備える。
　なお、後述の実施形態の構成を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させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図１は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を備えるカメラの概略図である。 図２は、レンズ鏡筒が備える部組と、駆動源ユニットと、を示す斜視図である。 図３は、被写体側から見た部組の分解斜視図である。 図４は、像面側から見た部組の分解斜視図である。 図５（Ａ）は、被写体側から見た部組の平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 図６は、レンズ保持枠の断面図である。 図７は、中間枠について説明するための斜視図である。 図８は、部組とフォーカスレンズのレンズ保持枠とを示す斜視図である。 図９（Ａ）は、部組を被写体側から見た平面図であり、図９（Ｂ）は、部組とフォーカスレンズのレンズ保持枠とを被写体側から見た平面図である。 図１０（Ａ）は第２実施形態に係る部組を被写体側から見た斜視図であり、図１０（Ｂ）は、部組を像面側から見た斜視図である。 図１１は、被写体側から見た部組の分解斜視図である。 図１２は、像面側から見た部組の分解斜視図である。 図１３（Ａ）は、像面側から見た部組の平面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。
《第１実施形態》
　以下、図面を参照して、第１実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。なお、実施形態に示す各部の形状や、長さ、厚みなどの縮尺は必ずしも実物と一致するものではなく、また説明に必要のない部分については適宜に省略又は簡略化して描いている。
　図１は、本実施形態に係るレンズ鏡筒２０と、カメラ本体１０と、を備えるカメラ１の概略図である。本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、レンズマウントＬＭによりカメラ本体１０に対して着脱可能となっている。なお、レンズ鏡筒２０とカメラ本体１０とは一体であってもよい。
　カメラ本体１０は、内部に撮像素子ＩＳと、制御部ＣＵと、を備える。撮像素子ＩＳは、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device)等の光電変換素子を含み、結像光学系（カメラ本体１０に装着されたレンズ鏡筒２０）によって結像された被写体像を電気信号に変換する。
　制御部ＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備え、カメラ本体１０および装着されたレンズ鏡筒２０におけるズーム動作、合焦駆動、絞り調整、及び手振れなどによる撮像画像のブレ補正を含む撮影に係る当該カメラ１全体の動作を統括制御する。
　図１に示すように、本実施形態に係るレンズ鏡筒２０は、第１固定筒２１と、第１固定筒２１よりも内側に配置された第２固定筒２２と、ズーム操作環２３と、を備える。本実施形態において、第１固定筒２１及び第２固定筒２２は複数の部品から構成されているが、１つの部品により構成されてもよい。
　また、レンズ鏡筒２０は、共通の光軸ＯＡに沿って順次配列された複数のレンズ群Ｌ１～Ｌ６を備える。レンズ群Ｌ１，Ｌ６は第２固定筒２２に保持されている。レンズ群Ｌ２～Ｌ５は、それぞれレンズ保持枠Ｆ２～Ｆ５に保持されている。レンズ群Ｌ２及びＬ４はズームレンズ群であり、レンズ群Ｌ３は、ブレ補正（ＶＲ：vibration reduction）レンズ群であり、レンズ群Ｌ５は、フォーカスレンズ群である。なお、レンズ群Ｌ１～Ｌ６はそれぞれ、１枚のレンズで構成されていてもよいし、複数のレンズで構成されていてもよい。
　また、レンズ鏡筒２０は、第１ガイドバー２５、第２ガイドバー２６（図１では不図示）、およびサブガイドバー２７を有する。第１ガイドバー２５、第２ガイドバー２６、およびサブガイドバー２７は、第２固定筒２２に固定されている。
　第１ガイドバー２５は、レンズ保持枠Ｆ４を光軸ＯＡ方向に案内し、第２ガイドバー２６は、レンズ保持枠Ｆ５を光軸ＯＡ方向に案内する。サブガイドバー２７は、第１ガイドバー２５を軸とするレンズ保持枠Ｆ４の回転および第２ガイドバー２６を軸とするレンズ保持枠Ｆ５の回転を規制する。なお、本実施形態では、レンズ保持枠Ｆ４とレンズ保持枠Ｆ５とは、サブガイドバー２７を共用しているが、レンズ保持枠Ｆ４及びレンズ保持枠Ｆ５の各々に対応するサブガイドバーを設けてもよい。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、光束の光量を調整する絞り機構３０と、像ブレを補正する補正機構４０と、レンズ保持枠Ｆ４と、を含む部組Ｇ１を備える。
　部組Ｇ１は、第１駆動源ユニット１００によって駆動される。以下、部組Ｇ１と、第１駆動源ユニット１００と、について詳細に説明する。
　図２は、部組Ｇ１と、第１駆動源ユニット１００と、を示す斜視図である。図３は、被写体側から見た部組Ｇ１の分解斜視図であり、図４は、像面側から見た部組Ｇ１の分解斜視図である。図５（Ａ）は、被写体側から見た部組Ｇ１の平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。また、図６は、部組Ｇ１に含まれるレンズ保持枠Ｆ４の断面図である。
　まず、部組Ｇ１の詳細な構成について説明する。部組Ｇ１は、絞り機構３０と、補正機構４０と、レンズ保持枠Ｆ４と、を含む。
（絞り機構３０）
　絞り機構３０は、開口径の調整が可能な光彩絞りである。図３及び図４に示すように、絞り機構３０は、レンズ保持枠Ｆ２と、複数の絞り羽根３２と、回転枠３３と、ステッピングモータ３４と、中間枠６０と、を含む。
　レンズ保持枠Ｆ２は、レンズ群Ｌ２を保持するレンズ保持部３６（図３参照）と、像面側の面に形成された複数の孔３１（図４参照）と、を備える。複数の孔３１の数は、絞り羽根３２の枚数と同じであり、各孔３１には、絞り羽根３２の支持部３２ａが挿入される。
　複数の絞り羽根３２各々の被写体側の面には支持部３２ａが設けられ、像面側の面にはカムフォロア３２ｂが設けられている。支持部３２ａは、レンズ保持枠Ｆ２に設けられた孔３１に挿入され、カムフォロア３２ｂは、回転枠３３に設けられたカム溝３３ａ（図３参照）に挿入される。
　回転枠３３は、中央部に開口を有する円環状部材であり、絞り羽根３２の枚数と同じ数のカム溝３３ａが形成されている。上述したように、カム溝３３ａには、絞り羽根３２のカムフォロア３２ｂが挿入される。なお、カム溝３３ａは、回転枠３３を貫通する貫通溝であってもよいし、回転枠３３を貫通しない溝であってもよい。
　回転枠３３の外縁には、セグメントギア３３ｂが形成されており（図４参照）、ステッピングモータ３４の回転軸に取り付けられたピニオンギア３４ａと噛み合っている。
　ステッピングモータ３４は、図５（Ｂ）に示すように、レンズ保持枠Ｆ３側に突出するように中間枠６０に保持されている。
　カメラ本体１０からＦ値を変更する指示がされると、ステッピングモータ３４が回転駆動され、ステッピングモータ３４の回転軸に取り付けられたピニオンギア３４ａと噛合するセグメントギア３３ｂを有する回転枠３３が回転する。絞り羽根３２のカムフォロア３２ｂは、回転枠３３のカム溝３３ａに挿入されているので、回転枠３３が光軸ＯＡ回りに回転すると、絞り羽根３２のカムフォロア３２ｂは、支持部３２ａを支点としてカム溝３３ａに沿って回転する。これにより、複数の絞り羽根３２によって、光彩絞りの開口の大きさが調整できる。なお、レンズ保持枠Ｆ２にカム溝３３ａを設け、回転枠３３に孔３１を設けてもよい。
（補正機構４０）
　補正機構４０は、中間枠６０と、レンズ保持枠Ｆ３と、一対のボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ；Voice Coil Motor）４２ａ，４２ｂと、レンズ保持枠Ｆ４と、を含む。
　レンズ保持枠Ｆ３は、フォーカスレンズ群であるレンズ群Ｌ３を保持し、不図示のばねによって、レンズ保持枠Ｆ４と光軸ＯＡ方向に連結されている。
　レンズ保持枠Ｆ３は、ＶＣＭ４２ａ，４２ｂにより駆動される。ＶＣＭ４２ａは、マグネット４３ａとコイル４４ａとを備え、ＶＣＭ４２ｂは、マグネット４３ｂとコイル４４ｂとを備える。マグネット４３ａ，４３ｂは、レンズ保持枠Ｆ３のマグネット保持部４５ａ，４５ｂにそれぞれ保持され、コイル４４ａ，４４ｂはレンズ保持枠Ｆ４のコイル保持部５２ａ，５２ｂ（コイル保持部５２ａは不図示）にそれぞれ保持される。
　コイル４４ａ，４４ｂに電流を流すことで、マグネット４３ａ，４３ｂを介してレンズ保持枠Ｆ３に光軸ＯＡと交差（直交）する方向の電磁力が作用し、レンズ保持枠Ｆ３と一体にレンズ群Ｌ３（ブレ補正レンズ群）がその方向にシフトされる。一対のＶＣＭ４２ａ，４２ｂを用いることで、レンズ群Ｌ３を光軸ＯＡと交差する２方向にシフトさせることができ、光軸ＯＡと交差するあらゆる方向にレンズ群Ｌ３を駆動することができる。
　なお、本実施形態では、いわゆるムービングマグネット型のＶＣＭを採用しているが、レンズ保持枠Ｆ３がコイルを保持し、レンズ保持枠Ｆ４がマグネットを保持するムービングコイル型のＶＣＭを採用してもよい。
（中間枠６０）
　回転枠３３とレンズ保持枠Ｆ３との間には、中間枠６０が設けられており、絞り機構３０と補正機構４０とは、中間枠６０を共用している。図７は、中間枠６０について説明するための斜視図である。
　上述したように、中間枠６０は、絞り機構３０が備えるステッピングモータ３４を、ステッピングモータ３４がレンズ保持枠Ｆ３側に突出するように保持する。このため、図５（Ｂ）に示すように、ステッピングモータ３４とＶＣＭ４２ａ，４２ｂとは、光軸ＯＡを中心とする円の径方向において重複する。言い換えると、ステッピングモータ３４を含み、光軸ＯＡと直交する平面は、ＶＣＭ４２ａ，４２ｂと交差する。すなわち、ステッピングモータ３４と、ＶＣＭ４２ａ，４２ｂとは、光軸ＯＡ方向において積層されていない。
　これにより、ステッピングモータ３４とＶＣＭ４２ａ，４２ｂとが、光軸ＯＡを中心とする円の径方向において重複しない場合と比較して、部組Ｇ１の光軸ＯＡ方向の長さを短くすることができ、レンズ鏡筒２０を小型化することができる。また、絞り機構３０と補正機構４０とが中間枠６０を共用するため、絞り機構３０と補正機構４０とを別々に設ける場合と比較して、部品点数を削減することができ、レンズ鏡筒２０の部品コストを低減することができる。
　図７に示すように、中間枠６０には、レンズ保持枠Ｆ３（レンズ群Ｌ３）の移動量を検出するためのホール素子６１が取り付けられている。レンズ保持枠Ｆ３に固定されたマグネット４３ａ，４３ｂの磁界をホール素子６１で検出することによりレンズ群Ｌ３の位置を検出することができる。
　また、中間枠６０には、絞りが開放位置であることを検出する検出部６２が設けられている。検出部６２は、光を出射する発光部６２ａと、発光部６２ａが出射した光を受光する受光部６２ｂとを備える。検出部６２は、例えば、フォトインタラプタである。回転枠３３の外周側には、像面側に延びる遮光板３３ｃが設けられている（図４参照）。中間枠６０に対する回転枠３３の回転に伴い、遮光板３３ｃが、中間枠６０に設けられた遮光板用スリット６３（図３、図７参照）内を移動し、発光部６２ａと受光部６２ｂとの間を通過すると、図示しない検出回路により絞りが開放位置であることが検知される。
　ホール素子６１と、検出部６２と、を同じ部品（中間枠６０）に設けることで、フレキシブルプリント基板のはい回しを簡略化できる。
　また、図７に示すように、光軸ＯＡと直交する平面において、ホール素子６１と、ステッピングモータ３４とは、光軸ＯＡを挟んで反対側に配置されている。ホール素子６１とステッピングモータ３４との距離が近いと、ステッピングモータ３４の磁場の影響により、ホール素子６１からの信号にノイズがのってしまうおそれがある。本実施形態では、ホール素子６１と、ステッピングモータ３４とが離れて配置されているので、ホール素子６１からの信号にノイズがのることを抑制できる。
　中間枠６０は、ビス７２をレンズ保持枠Ｆ２に形成された孔２９（図４参照）に挿入することによって、レンズ保持枠Ｆ２に固定される。これにより、絞り羽根３２と回転枠３３との光軸ＯＡ方向の移動が中間枠６０によって規制される。レンズ保持枠Ｆ２は、ビス７１をレンズ保持枠Ｆ４に形成された孔５９（図３等参照）に挿入することによって、レンズ保持枠Ｆ４に固定される。これにより、絞り機構３０がレンズ保持枠Ｆ４に固定される。
（レンズ保持枠Ｆ４）
　図６に示すように、レンズ保持枠Ｆ４は、レンズ群Ｌ４を保持する筒部５３を有し、筒部５３の外周部には、第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１と、サブガイドバー２７と係合する第２係合部５４（図３参照）と、が設けられている。
　図６に示すように、第１係合部５１は、光軸ＯＡ方向において対向する第１端部５１ａと第２端部５１ｂとを有する。第１端部５１ａおよび第２端部５１ｂには、貫通孔５１ｃが形成されている。貫通孔５１ｃには、第１ガイドバー２５が挿通される。第１係合部５１が第１ガイドバー２５に対して摺動することで、レンズ保持枠Ｆ４は光軸ＯＡ方向に案内される。
　部組Ｇ１は、レンズ保持枠Ｆ４を第１駆動源ユニット１００によって駆動することにより駆動される。図２に示すように、第１駆動源ユニット１００は、ステッピングモータ１０１と、リードスクリュー１０２と、ナット１０３と、回転規制バー１０４と、取付部材１０５と、を備える。
　取付部材１０５は、ステッピングモータ１０１に固定され、リードスクリュー１０２を回転可能に支持する。図２に示すように、取付部材１０５には複数の孔１０５ａが形成されており、取付部材１０５を第２固定筒２２にビス止めすることによって、第１駆動源ユニット１００が第２固定筒２２に固定される。
　リードスクリュー１０２は、ステッピングモータ１０１の出力軸に直結され、ステッピングモータ１０１によって回転駆動される。リードスクリュー１０２は、光軸ＯＡ方向に伸びており、リードスクリュー１０２の外周には、ねじ溝が形成されている。リードスクリュー１０２には、リードスクリュー１０２の全周を囲むナット１０３が係合している。
　ナット１０３は、回転規制バー１０４と係合する係合部１０３ａを有する。回転規制バー１０４は、レンズ保持枠Ｆ４の第１係合部５１に設けられた支持部５１ｄに支持されている。これにより、ナット１０３は、回転規制バー１０４によって回転が制限され、ステッピングモータ１０１によってリードスクリュー１０２が回転されると、光軸ＯＡ方向に直進移動される。
　また、ナット１０３の係合部１０３ａとレンズ保持枠Ｆ４の支持部５１ｄとの間には、ばね１１０が設けられている。ばね１１０には、回転規制バー１０４が挿通されている。ばね１１０は、ナット１０３が支持部５１ｄに押し付けられるように、ナット１０３及び支持部５１ｄを付勢する。
　ナット１０３が支持部５１ｄに押し付けられるため、ナット１０３が光軸ＯＡ方向に移動すると、レンズ保持枠Ｆ４がナット１０３と一体となって光軸ＯＡ方向に移動する。これにより、リードスクリュー１０２を回転駆動させることによって、レンズ保持枠Ｆ４を光軸ＯＡ方向に駆動することができる。レンズ保持枠Ｆ４には、補正機構４０を介して絞り機構３０が固定されているため、リードスクリュー１０２を回転駆動させると、絞り機構３０と、補正機構４０と、レンズ保持枠Ｆ４とが一体で光軸ＯＡ方向に移動する。
（レンズ保持枠Ｆ５）
　次に、レンズ保持枠Ｆ５と部組Ｇ１との関係について説明する。図８は、部組Ｇ１とレンズ保持枠Ｆ５とを示す斜視図である。図９（Ａ）は、部組Ｇ１を被写体側から見た平面図であり、図９（Ｂ）は、部組Ｇ１とレンズ保持枠Ｆ５とを被写体側から見た平面図である。なお、図８は、部組Ｇ１とレンズ保持枠Ｆ５とが最も近づいた状態を示している。
　レンズ保持枠Ｆ５は、部組Ｇ１よりも像面側に配置されており、第２ガイドバー２６と係合する第３係合部９１を有する。レンズ保持枠Ｆ５は、例えば、第１駆動源ユニット１００と同一の構成を有する第２駆動源ユニット２００により駆動される。第２駆動源ユニット２００は、ステッピングモータ、リードスクリュー、ナット２０３、回転規制バー２０４、及び取付部材を備えるが、ステッピングモータ、リードスクリュー、及び取付部材の図示は省略している。第２駆動源ユニット２００は、例えば、第２固定筒２２に固定される。
　図９（Ａ）に示すように、部組Ｇ１は、レンズ保持枠Ｆ５の第３係合部９１を逃がすように、円の一部が切り欠かれた外形形状を有する。これにより、図８及び図９（Ｂ）に示すように、部組Ｇ１とレンズ保持枠Ｆ５とが最も近づいた状態において、第３係合部９１は、光軸ＯＡを中心とする円の径方向において部組Ｇ１と重複する。すなわち、第３係合部９１は、絞り機構３０及び補正機構４０と径方向に重複する。
　このようにすることで、レンズ保持枠Ｆ５の第３係合部９１と第２ガイドバー２６との係合長を長くすることができるため、レンズ群Ｌ５の中心軸が、光軸ＯＡに対して傾くことを抑制することができ、レンズ鏡筒２０の光学性能を向上させることができる。
　以上詳細に説明したように、本第１実施形態によれば、レンズ鏡筒２０は、通過する光束の光量を調節する絞り機構３０と、光軸ＯＡと交差する方向に移動し像ブレを補正する補正機構４０（より詳細には、レンズ群Ｌ３）と、光軸ＯＡ方向に延伸する第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１を備えるレンズ保持枠Ｆ４と、を備え、絞り機構３０と、補正機構４０と、レンズ保持枠Ｆ４とは、一体で光軸ＯＡ方向に移動する。
　絞り機構３０と補正機構４０とを含む部組を光軸ＯＡ方向に移動させる構成として、例えば、部組の外周に第１カムフォロアと第２カムフォロアとを設け、第１カムフォロアをズーム操作環２３の操作に応じて光軸ＯＡ回りに回転するカム筒に形成されたカム溝に係合させ、第２カムフォロアを光軸ＯＡ方向に延伸する直進溝に係合させる構成が考えられる。当該構成では、ズーム操作環２３の操作に応じてカム筒が回転することで、部組がカム溝に沿って移動する。このとき、部組の光軸ＯＡ回りの回転が直進溝によって規制され、かつ部組が直進溝によって光軸ＯＡ方向に案内されるので、部組を回転させずに光軸ＯＡ方向に移動させることができる。
　しかしながら、カム筒の製造過程においてカム溝及び直進溝の内壁に段差が形成されてしまう。そのため、部組を光軸ＯＡ方向に案内するために直進溝を用いると、第２カムフォロアが直進溝の段差を通過するときに、不要な振動が発生し、像飛びや像揺れが生じてしまう。このような像飛びや像揺れは静止画には影響しないが、動画には影響を与える。本実施形態では、部組Ｇ１を光軸ＯＡ方向に案内する機構として、第１ガイドバー２５を使用しているため、像飛びや像揺れを抑制することができ、レンズ鏡筒２０の光学性能を向上させることができる。また、光学性能に影響を与えやすい絞り機構３０や補正機構４０を第１ガイドバー２５で光軸ＯＡ方向に案内しているため、よりレンズ鏡筒２０の光学性能を向上させることができる。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、レンズ保持枠Ｆ４を光軸ＯＡ方向に駆動する第１駆動源ユニット１００を備え、第１駆動源ユニット１００の駆動によって、絞り機構３０と補正機構４０とレンズ保持枠Ｆ４とは一体で光軸ＯＡ方向に移動する。カム筒に形成されたカム溝とカムフォロアとによって絞り機構３０と補正機構４０とを駆動する場合、カムフォロアがカム溝の内壁に形成された段差を通過するときに像飛び／像揺れが生じてしまう。一方、本実施形態では、絞り機構３０及び補正機構４０を含む部組Ｇ１の駆動に第１駆動源ユニット１００を用いるため、カム溝に形成された段差に起因する像飛び／像揺れが生じることがない。これにより、レンズ鏡筒２０の光学性能をより向上させることができる。光学性能に影響を与えやすい絞り機構３０や補正機構４０の駆動に第１駆動源ユニット１００を用いるため、レンズ鏡筒２０の光学性能をより向上させることができる。
　また、本実施形態において、レンズ保持枠Ｆ４は、第１駆動源ユニット１００（より詳細にはリードスクリュー１０２）と係合し、光軸ＯＡ方向に移動するナット１０３を保持する。ナット１０３は、リードスクリュー１０２と全周で係合するため、例えば、カメラ１（レンズ鏡筒２０）が落下し、レンズ鏡筒２０が衝撃を受けた場合でも、部組Ｇ１が移動しない。そのため、部組Ｇ１に加わる衝撃力を低減することができる。これにより、部組Ｇ１が破損することを抑制することができる。また、部組Ｇ１が他の部品に衝突することによって、他の部品が破損することを抑制することができる。また、部組Ｇ１が他の部品に衝突したときの衝撃を吸収するためのばねやゴムなどの緩衝材を設けなくてもよいため、部品点数を削減することができ、レンズ鏡筒２０の部品コストを低減することができる。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、絞り機構３０の開口径を調整するステッピングモータ３４と、補正機構４０（より詳細には、レンズ群Ｌ３）を光軸ＯＡと交差する方向に駆動するＶＣＭ４２ａ，４２ｂと、を備え、ステッピングモータ３４とＶＣＭ４２ａ，４２ｂとは、光軸ＯＡを中心とする円の径方向において重複する。また、レンズ鏡筒２０は、ステッピングモータ３４を保持する中間枠６０を備え、ステッピングモータ３４は、補正機構４０側に突出するよう中間枠６０に保持される。これにより、ステッピングモータ３４とＶＣＭ４２ａ，４２ｂとが径方向に重複しない場合と比較して、部組Ｇ１の光軸ＯＡ方向の長さを短くすることができるので、レンズ鏡筒２０を小型化することができる。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、絞り機構３０の開放位置を検出する検出部６２と、補正機構４０（より詳細には、レンズ群Ｌ３）の光軸ＯＡと交差する方向の位置を検出するホール素子６１と、検出部６２とホール素子６１とを保持する中間枠６０と、を備える。例えば、検出部６２をレンズ保持枠Ｆ２に設け、ホール素子６１をレンズ保持枠Ｆ４に設けることも可能ではあるが、その場合、フレキシブルプリント基板のはい回しが複雑になってしまう。本実施形態では、ホール素子６１と検出部６２とが同一の部品（中間枠６０）に設けられるため、フレキシブルプリント基板のはい回しを簡略化できる。
　また、本実施形態において、中間枠６０は、絞り機構３０の開口径を調整するステッピングモータ３４を保持し、光軸ＯＡと直交する平面において、ホール素子６１とステッピングモータ３４とは、光軸ＯＡを挟んで反対側に配置される。これにより、ホール素子６１とステッピングモータ３４とが離間するため、信号にノイズがのることを抑制することができる。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、レンズ保持枠Ｆ４と絞り機構３０（より詳細には、レンズ保持枠Ｆ２）とを固定するビス７１を備え、レンズ保持枠Ｆ４は、ビス７１が挿入される孔５９を有する。第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１を有するレンズ保持枠Ｆ４には高い剛性が必要とされる。剛性が低いと、第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１が光軸ＯＡ方向に対して傾いてしまい、光学性能が劣化してしまうからである。
　レンズ保持枠Ｆ４は高い剛性を有するため、レンズ保持枠Ｆ４に孔５９を設け、絞り機構３０をレンズ保持枠Ｆ４にビス止めした場合でも、レンズ保持枠Ｆ４の変形量は小さくて済む。これにより、例えば、レンズ保持枠Ｆ４が保持するレンズ群Ｌ４の中心軸がレンズ保持枠Ｆ４の変形によって光軸ＯＡに対して傾くことを抑制できる。すなわち、光学性能が低下することを抑制することができる。また、レンズ群を保持している部品同士（レンズ保持枠Ｆ２とレンズ保持枠Ｆ４）をビス７１で固定することで、部品ばらつきによる光学性能のばらつきを抑制することができる。
　また、本実施形態において、レンズ鏡筒２０は、フォーカス時に光軸ＯＡ方向に移動するレンズ群Ｌ５を保持するレンズ保持枠Ｆ５と、レンズ保持枠Ｆ５を光軸ＯＡ方向に駆動する第２駆動源ユニット２００と、レンズ保持枠Ｆ５を光軸ＯＡ方向に案内する第２ガイドバー２６と、を備える。レンズ保持枠Ｆ５は、第２ガイドバー２６と係合する第３係合部９１を有し、レンズ保持枠Ｆ５と、絞り機構３０及び補正機構４０とが最も近づいた場合、第３係合部９１と絞り機構３０及び補正機構４０とは、光軸ＯＡを中心とする円の径方向において重複する。すなわち、絞り機構３０、補正機構４０、及びレンズ保持枠Ｆ４は、第３係合部９１を逃がす外形形状を有する。これにより、レンズ保持枠Ｆ５の第３係合部９１と第２ガイドバー２６との係合長を長くすることができるため、レンズ群Ｌ５の中心軸が光軸ＯＡに対して傾くことを抑制することができ、レンズ鏡筒２０の光学性能を向上させることができる。
　なお、本実施形態では、レンズ保持枠Ｆ２がレンズ群Ｌ２を保持し、レンズ保持枠Ｆ４がレンズ群Ｌ４を保持する例を説明したがこれに限らない。例えば、レンズ保持枠Ｆ２はレンズ群Ｌ２を保持していなくてもよい。また、レンズ保持枠Ｆ４はレンズ群Ｌ４を保持していなくてもよい。
《第２実施形態》
　次に、第２実施形態に係る部組Ｇ１Ａについて説明する。第１実施形態では、レンズ保持枠Ｆ４が第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１を有していたが、これに限られるものではない。第２実施形態では、中間枠６０Ａが第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１Ａを有する構成について説明する。
　図１０（Ａ）は、第２実施形態に係る部組Ｇ１Ａを被写体側から見た斜視図であり、図１０（Ｂ）は、部組Ｇ１Ａを像面側から見た斜視図である。図１１は、被写体側から見た部組Ｇ１Ａの分解斜視図であり、図１２は、像面側から見た部組Ｇ１Ａの分解斜視図である。また、図１３（Ａ）は、像面側から見た部組Ｇ１Ａの平面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。
　第２実施形態に係る部組Ｇ１Ａは、絞り機構３０Ａと、補正機構４０Ａと、中間枠６０Ａと、を備える。
（絞り機構３０Ａ）
　絞り機構３０Ａは、レンズ保持枠Ｆ２Ａと、回転枠３３Ａと、複数の絞り羽根３２と、中間枠６０Ａと、を含む。
　レンズ保持枠Ｆ２Ａは、レンズ群Ｌ２を保持する。レンズ保持枠Ｆ２Ａは、ビス７１Ａを中間枠６０Ａの被写体側の面に形成された孔６９に挿入することにより、中間枠６０Ａに固定される。これにより、絞り機構３０Ａが中間枠６０Ａに固定される。
　回転枠３３Ａは、中央部に開口を有する円環状部材であり、像面側に絞り羽根３２の枚数と同じ数のカム溝３３ａが形成されている。カム溝３３ａには、絞り羽根３２の被写体側の面に設けられたカムフォロア３２ｂが挿入される。なお、カム溝３３ａは、回転枠３３を貫通する貫通溝であってもよいし、回転枠３３Ａを貫通しない溝であってもよい。
　回転枠３３Ａの外縁には、セグメントギア３３ｂが形成されており、ステッピングモータ３４の回転軸に取り付けられたピニオンギア３４ａと噛み合っている。ステッピングモータ３４は、中間枠６０Ａに保持されている。
　複数の絞り羽根３２各々の像面側の面には支持部３２ａが設けられており、支持部３２ａは、中間枠６０Ａの被写体側の面に設けられた孔３１に挿入される。
　カメラ本体１０からＦ値を変更する指示がされると、ステッピングモータ３４が回転駆動され、ステッピングモータ３４の回転軸に取り付けられたピニオンギア３４ａと噛合するセグメントギア３３ｂを有する回転枠３３Ａが回転する。絞り羽根３２のカムフォロア３２ｂは、回転枠３３Ａのカム溝３３ａに挿入されているので、回転枠３３Ａが光軸ＯＡ回りに回転すると、絞り羽根３２のカムフォロア３２ｂは、支持部３２ａを支点としてカム溝３３ａに沿って回転する。これにより、複数の絞り羽根３２によって、光彩絞りの開口の大きさが調整できる。なお、中間枠６０Ａにカム溝３３ａを設け、回転枠３３Ａに孔３１を設けてもよい。
（補正機構４０Ａ）
　補正機構４０Ａは、中間枠６０Ａと、レンズ保持枠Ｆ３Ａと、一対のＶＣＭ４２ａ，４２ｂと、レンズ保持枠Ｆ４Ａと、を含む。
　レンズ保持枠Ｆ３Ａは、ばねによって、中間枠６０Ａと光軸ＯＡ方向に連結されている。レンズ保持枠Ｆ３Ａは、ＶＣＭ４２ａ，４２ｂにより駆動される。ＶＣＭ４２ａ，４２ｂの構成は、第１実施形態と同様である。マグネット４３ａ，４３ｂは、レンズ保持枠Ｆ３Ａのマグネット保持部４５ａ，４５ｂにそれぞれ保持され、コイル４４ａ，４４ｂは中間枠６０Ａのコイル保持部６７ａ，６７ｂにそれぞれ保持される。
　図１３（Ｂ）に示すように、中間枠６０Ａが保持するステッピングモータ３４と、ＶＣＭ４２ａ，４２ｂ（ＶＣＭ４２ａは不図示）と、は光軸ＯＡを中心とする円の径方向において重複する。これにより、第１実施形態で説明したように、部組Ｇ１Ａの光軸ＯＡ方向の長さを短くすることができ、レンズ鏡筒２０を小型化することができる。
　レンズ保持枠Ｆ４Ａは、レンズ群Ｌ４を保持し、ビス７２Ａを中間枠６０Ａの被写体側に形成された孔６８に挿入することにより、中間枠６０Ａに固定される。なお、本実施形態では、レンズ保持枠Ｆ４の像面側の面に、ホール素子６１が設けられている（図１０（Ｂ）、図１３（Ａ）参照）。
（中間枠６０Ａ）
　中間枠６０Ａは、第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１Ａと、サブガイドバー２７と係合する第２係合部５４Ａと、を備える。中間枠６０Ａは、第１実施形態において説明した第１駆動源ユニット１００によって駆動される。
　具体的には、第１駆動源ユニット１００が備えるリードスクリュー１０２を回転駆動させることによって、リードスクリュー１０２に係合するナット１０３が光軸ＯＡ方向に移動し、ナット１０３と係合する中間枠６０Ａを光軸ＯＡ方向に移動する。中間枠６０Ａには、絞り機構３０Ａ及び補正機構４０Ａが固定されているため、リードスクリュー１０２を回転駆動させると、絞り機構３０Ａと、補正機構４０Ａと、中間枠６０Ａとが一体で光軸ＯＡ方向に移動する。
　第２実施形態のように、第１ガイドバー２５と係合する第１係合部５１Ａは、レンズ群を保持しない枠に設けられていてもよい。
　上述した実施形態は好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能であり、任意の構成要件を組み合わせてもよい。
１　カメラ
１０　カメラ本体
２０　レンズ鏡筒
２２　第２固定筒
２５　第１ガイドバー
２６　第２ガイドバー
３０　絞り機構
３４　ステッピングモータ
４０　補正機構
４２ａ，４２ｂ　ＶＣＭ
５１　第１係合部
５９　孔
６０、６０Ａ　中間枠
６１　ホール素子
６２　検出部
７１　ビス
９１　第３係合部
１００　第１駆動源ユニット
１０３　ナット
Ｆ４　レンズ保持枠
Ｆ５　レンズ保持枠
Ｌ４　レンズ群
Ｌ５　レンズ群

Claims (14)

  1. 　通過する光束の光量を調節する絞り部と、
    　少なくとも１枚のレンズを有し、光軸方向に延伸する第１ガイドバーと係合する第１係合部を備える第１枠と、
    を備え、
    　前記絞り部と、前記レンズと、前記第１枠とは、一体で前記光軸方向に移動する、
    レンズ鏡筒。
  2. 　前記第１枠を前記光軸方向に駆動する第１駆動部を備え、
    　前記第１駆動部の駆動によって、前記絞り部と前記レンズと前記第１枠とは一体で前記光軸方向に移動する、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
  3. 　前記第１枠は、前記第１駆動部と係合し前記光軸方向に移動するナットを保持する、
    請求項２に記載のレンズ鏡筒。
  4. 　像ブレを補正する補正部を有し、前記補正部は前記レンズを光軸と交差する方向に移動させる、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
  5. 　前記絞り部の開口径を調整する第２駆動部を備え、
    　前記補正部は前記レンズを光軸と交差する方向に駆動する第３駆動部を有し、
    　前記第２駆動部と前記第３駆動部とは、前記光軸を中心とする円の径方向において重複する、
    請求項４に記載のレンズ鏡筒。
  6. 　前記第２駆動部を保持する第２枠を備え、
    　前記第２駆動部は、前記補正部側に突出するよう前記第２枠に保持される
    請求項５に記載のレンズ鏡筒。
  7. 　前記絞り部の開放位置を検出する第１検出部と、
    　前記レンズの前記光軸と交差する方向の位置を検出する第２検出部と、
    　前記第１検出部及び前記第２検出部を保持する第２枠と、
    を備える請求項４に記載のレンズ鏡筒。
  8. 　前記第２枠は、前記絞り部の開口径を調整する第２駆動部を保持し、
    　前記第２検出部と前記第２駆動部とは、前記光軸を挟んで反対側に配置される、
    請求項７に記載のレンズ鏡筒。
  9. 　前記第１枠と前記絞り部とを固定する固定部を備え、
    　前記第１枠は、前記固定部が挿入される孔を有する
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  10. 　合焦時に前記光軸方向に移動する合焦レンズを保持する合焦レンズ枠と、
    　前記合焦レンズ枠を前記光軸方向に駆動する第４駆動部と、
    　前記合焦レンズ枠を前記光軸方向に案内する第２ガイドバーと、
    を備え、
    　前記合焦レンズ枠は、前記第２ガイドバーと係合する第２係合部を有し、
    　前記合焦レンズ枠と前記絞り部及び前記レンズとが最も近づいた場合、前記第２係合部と前記絞り部及び前記レンズとは前記レンズ鏡筒の径方向において重複する、
    請求項２に記載のレンズ鏡筒。
  11. 　前記第１枠はレンズを保持する、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  12. 　前記第１駆動部及び前記第４駆動部を保持する保持筒を備える、
    請求項１０に記載のレンズ鏡筒。
  13. 　撮像装置に対して着脱可能なレンズマウントを備える、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
  14. 　請求項１から請求項１３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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009175257A (ja) * 2008-01-22 2009-08-06 Canon Inc 光学レンズ鏡筒及び撮像装置
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