JP5355120B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ及び交換レンズ等の光学機器に関し、特に、レンズを保持するレンズ保持部材を支持筒に対してねじを用いて固定する光学機器に関する。

光学機器に搭載されるレンズ系には、光軸方向に移動して変倍や焦点調節を行うレンズに加え、変倍や焦点調節に際して不動のレンズ（以下、固定レンズという）が含まれることが多い。例えば、いわゆるインナーフォーカス（又はリアフォーカス）方式のズームレンズ系では、最も物体側のレンズを固定レンズとし、それよりも像面側に配置された変倍レンズやフォーカスレンズを光軸方向に移動させて変倍や焦点調節を行う。一般的な光学機器では、固定レンズはレンズ保持部材によって保持され、該レンズ保持部材が、レンズ鏡筒の筐体を構成する支持筒によって支持される。

レンズ系の光学性能を高めるためには、レンズ保持部材の支持筒に対する光軸方向位置を調整して無限遠又は至近端でのピント調整を行ったり、レンズ保持部材の支持筒に対する倒れ角度を調整して他のレンズとの光軸合わせを行ったりする必要がある。

特許文献１にて開示された光学機器では、固定レンズを保持するレンズ保持部材に形成されたコロ座に、支持筒の周壁に形成されたカム溝部に係合する偏心コロを挿入してねじによって固定する。偏心コロをカム溝部に沿って移動させることで、支持筒に対するレンズ保持部材の光軸方向での位置が調整され、偏心コロを回転させることで支持筒に対するレンズ保持部材の倒れ角度が調整される。
特開２００５−２２７４００号公報

特許文献１にて開示されたレンズ鏡筒では、レンズ保持部材の位置や倒れ角度の調整が終了した後は、支持筒の周壁に形成された固定用溝部を通してレンズ保持部材の周方向３箇所に固定ねじを締め込む。固定ねじの頭部とレンズ保持部材の外周面との間で支持筒の周壁を挟み込むことで、レンズ保持部材を支持筒に一体的に固定する。

しかしながら、このような固定方法では、固定ねじの締め込みによってレンズ保持部材や支持筒に歪みが生じる。また、固定ねじの回転に伴ってレンズ保持部材が支持筒に対して回転してしまう。この結果、レンズ保持部材（固定レンズ）の位置や倒れ角度が変化する可能性がある。

本発明は、レンズ保持部材を固定ねじを用いて支持筒に固定する際に、レンズ保持部材の位置や倒れ角度の変化が生じないようにした光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光学機器は、レンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材を支持し、固定用溝部とレンズ保持部材に設けられたフォロアが係合する調整用溝部とが形成された周壁を有する支持筒と、ねじ穴を有し、レンズ保持部材に取り付けられたねじベース部材と、固定用溝部を通してねじ穴に締め込まれるねじであって、その頭部がねじベース部材との間で支持筒の周壁を挟み込むことによりレンズ保持部材を支持筒に固定する固定ねじとを有する。調整用溝部に沿ったフォロアの移動によるレンズ保持部材の支持筒に対する光軸方向位置の調整、及びフォロアの偏心回転によるレンズ保持部材の支持筒に対する倒れ角度の調整が可能である。そして、ねじベース部材は、固定用溝部の幅よりも小さい幅を有して該固定用溝部内に突出し、固定用溝部の内面に当接することによりねじベース部材の回転を阻止する突起部を有するとともに、該突起部が前記固定用溝部の内面に当接するまでは固定ねじの締め込みに伴ってねじ穴の軸回りで回転可能となるようにレンズ保持部材に取り付けられていることを特徴とする。

本発明では、ねじベース部材の突起部の幅を固定用溝部の幅よりも小さくすることで、調整用溝部に沿ったフォロアの移動によるレンズ保持部材の支持筒に対する光軸方向位置の調整に加えて、フォロアの偏心回転によるレンズ保持部材の支持筒に対する倒れ角度の調整も可能としている。そして、固定ねじをねじベース部材に締め込むと、ねじベース部材の突起部が固定用溝部の内面に当接することでねじベース部材のレンズ保持部材に対する回転が阻止される。このため、固定ねじの頭部とねじベース部材との間で支持筒の周壁を挟み込んで、レンズ保持部材を支持筒に対して固定することができる。しかも、ねじベース部材はレンズ保持部材に対して、突起部が固定用溝部の内面に当接するまでは固定ねじの締め込みに伴ってねじ穴の軸回りで回転可能となるように取り付けられているので、固定ねじの締め込みにより発生する回転力はレンズ保持部材には伝わらない。したがって、固定ねじの締め込みによるレンズ保持部材の位置や倒れ角度の変化を回避することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例である光学機器としての交換レンズと、該交換レンズが装着された一眼レフデジタルスチルカメラ（撮像装置）の概略構成を示している。１は一眼レフデジタルスチルカメラ（以下、カメラという）であり、２は交換レンズ２００内に設けられたズーム光学系である。ズーム光学系２は、後述する複数のレンズユニットを有する。３はズーム光学系２に含まれる防振レンズユニット１２を、ズーム光学系２の光軸４に直交する方向に駆動する防振駆動部である。５はズーム光学系２を収容するレンズ鏡筒である。レンズ鏡筒５とズーム光学系２によりズームレンズ装置としての交換レンズ２００が構成される。交換レンズ２００は、カメラ１に対して着脱が可能である。

カメラ１において、６はズーム光学系２により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。７は撮像素子６からの出力に基づいて生成された画像データ等を記憶するメモリである。８は手振れ等のカメラ振れを検出する振れセンサであり、９はズーム光学系２に含まれるフォーカスレンズユニットを駆動するフォーカス駆動部である。

１０はカメラ１（及び交換レンズ２００）の電源であり、１１はレリーズボタンである。１３はクイックリターンミラーであり、１４はファインダ光学系である。

図２には、カメラ１及び交換レンズ２００の電気的構成を示している。カメラ１は、撮像系、画像処理系、記録再生系及び制御系を有する。

撮像系は、撮像素子６により構成されている。画像処理系は、Ａ／Ｄ変換器２０と画像処理回路２１とを含む。記録再生系は、記録処理回路２３とメモリ２４とを含む。制御系は、カメラシステム制御回路２５、ＡＦセンサ２６、ＡＥセンサ２７、振れセンサ８及び操作検出回路２９を含む。交換レンズは、レンズシステム制御回路３０を含む。

画像処理回路２１は、Ａ／Ｄ変換器２０を介して撮像素子６から受けた出力信号に対してホワイトバランス、ガンマ補正、補間演算等の各種処理を施して画像データを生成する。記録処理回路２３は、メモリ２４への画像データの記録処理を行うとともに、液晶モニタ等により構成される表示部２２に出力する画像を生成する。

操作検出回路２９は、レリーズボタン１１等の操作部材の操作を検出し、操作検出信号をカメラシステム制御回路２５に送る。カメラシステム制御回路２５は、操作検出信号に応じてカメラ１及び交換レンズ内の各部を制御する。

ＡＦセンサ２６は、交換レンズのピント状態を検出する。また、ＡＥセンサ２７は、被写体の輝度を検出する。振れセンサ８は、カメラ振れを検出する。カメラシステム制御回路２５は、ＡＦセンサ２６、ＡＥセンサ２７及び振れセンサ８からの信号に基づいて、フォーカシング、絞り及び防振動作を制御するための信号をレンズシステム制御回路３０に出力する。レンズシステム制御回路３０は、カメラシステム制御回路２５からの信号に応じて、フォーカス駆動部９、絞り駆動部（図示せず）及び防振駆動部３を制御する。

次に、図３及び図４を用いて、交換レンズ２００の構成について説明する。図３は、交換レンズ２００を、光軸４を通る面で切断したときの断面構造を示している。図４は交換レンズ２００の一部を分解して示している。

交換レンズ２００は、カメラ１に着脱可能に装着するためのマウント２０１を有する。マウント２０１には、カメラ１と交換レンズ２００間で通信のためのコネクタが設けられている。マウント２０１は、ベース筒２０３にねじによって取り付けられている。ベース筒２０３には、中間筒２０４がねじによって固定されている。

中間筒２０４には、案内筒２０５にねじによって取り付けられている。また、中間筒２０４には、外装環２０６がねじによって取り付けられている。案内筒２０５（及び中間筒２０４）は、変倍及び焦点調節に際して不動の固定筒に相当する。

案内筒２０５における最も物体側（図の左側）には、第１レンズユニット（固定レンズ）Ｌ１を保持した第１レンズ保持筒（レンズ保持部材）２０７が支持されている。

第１レンズ保持筒２０７により保持された第１レンズユニットＬ１は、後述する第２レンズユニット（フォーカスレンズユニット）Ｌ２よりも物体側（複数のレンズユニットのうち最も物体側）に配置されており、変倍及び焦点調節に際しては不動である。

ただし、第１レンズ保持筒２０７には、偏心カムフォロア２１０がねじにより取り付けられている。偏心カムフォロア２１０は、図３に示すように、第１レンズ保持筒２０７の外周面に形成された穴部に挿入される軸部２１０Ａと、該軸部２１０Ａに対して偏心した偏心フォロア部２１０Ｂとを有する。偏心フォロア部２１０Ｂは、案内筒（支持筒）２０５に形成された位置調整用カム溝部（調整用溝部）２０５Ｂに係合している。

交換レンズ２００の組み立て時等において、第１レンズ保持筒２０７を光軸回りで回転させると、偏心カムフォロア２１０が位置調整用カム溝部２０５Ｂに沿って移動する。これにより、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５に対する光軸方向位置を調整することができる。

偏心カムフォロア２１０をその軸部２１０Ａの軸回りで回転させると、位置調整用カム溝部２０５Ｂ内での偏心フォロア部２１０Ｂの偏心回転によって、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５（つまりは他のレンズユニットの光軸）に対する倒れ角度が変化する。これにより、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５に対する倒れ角度を調整することができる。第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５への固定方法については後述する。

案内筒２０５の内側には、メインカム筒（回転筒）２０８が配置されている。メインカム筒２０８には、不図示のカムフォロアがねじにより取り付けられている。該カムフォロアは、案内筒２０５の内周に周方向に延びるように形成された溝部２０５Ａに係合している。このため、メインカム筒２０８は、案内筒２０５に対して光軸方向には移動せず（すなわち光軸方向における定位置にて）、光軸回りで回転可能である。メインカム筒２０８には、第４カム溝部２０８Ｂが形成されている。

メインカム筒２０８の内側には、サブカム筒（カム筒）２０９が配置されている。サブカム筒２０９には、図４に示すカムフォロア（第２のカムフォロア）Ｃがねじにより取り付けられている。カムフォロアＣは、図４に示すようにメインカム筒２０８に光軸方向に延びるように設けられた直進溝部（第２の直進ガイド部）２０８Ａと案内筒２０５に設けられたサブカム溝部（第２のカム部）２０５Ｄとに係合している。このため、メインカム筒２０８が回転すると、サブカム筒２０９はメインカム筒２０８とともに光軸回りで回転し、かつメインカム筒２０８に対して光軸方向に移動する。サブカム筒２０９には、フォーカスカム溝部（第１のカム部）２０９Ｂが設けられている。

サブカム筒２０９の内側には、第３レンズ直進ガイド筒（第２の直進ガイド筒）２１４が配置されている。図４に示すように、第２レンズ直進ガイド筒２１１の凸部２１１Ａとサブカム筒２０９の溝部２０９Ａとがバヨネット結合している。このため、第２レンズ直進ガイド筒２１１は、サブカム筒２０９とともに光軸方向に移動可能であるとともに、サブカム筒２０９に対して光軸回りで回転可能である。

第２レンズ直進ガイド筒２１１には、図４に示すように、それぞれ光軸方向に延びる直進溝部（第１の直進ガイド部）２１１Ｂとフォーカスキー溝部２１１Ｃが設けられている。フォーカスキー溝部２１１Ｃには、後述するフォーカス駆動ユニット（フォーカス駆動機構）２Ａのフォーカスキー２Ａ２が光軸回り方向において係合する。

第２レンズ直進ガイド筒２１１の内側には、フォーカスレンズユニットである第２レンズユニットＬ２を保持した第２レンズ保持筒（フォーカスレンズ保持筒）２１２が配置されている。第２レンズ保持筒２１２の外周にはカムフォロア（第１のカムフォロア）２１３がねじにより取り付けられている。該カムフォロア２１３は、サブカム筒２０９に設けられたフォーカスカム溝部２０９Ｂと、第２レンズ直進ガイド筒２１１に設けられた直進溝部２１１Ｂとに係合している。

サブカム筒２０９の内側には、第３レンズ直進ガイド筒（第２の直進ガイド筒）２１４が配置されている。第３レンズ直進ガイド筒２１４の外周に周方向に延びるように形成された溝部２１４Ａと、サブカム筒２０９の内周に形成された凸部２０９Ｂとがバヨネット結合している。これにより、第３レンズ直進ガイド筒２１４は、サブカム筒２０９とともに光軸方向に移動可能であるとともに、サブカム筒２０９に対して光軸回りで回転可能である。

第３レンズ直進ガイド筒２１４には、それぞれ光軸方向に延びる直進溝部（第３の直進ガイド部）２１４Ｂと直進ガイドキー溝部２１４Ｃとが形成されている。直進ガイドキー溝部２１４Ｃには、直進ガイドキー（回転阻止部材）２１６が光軸回り方向において係合する。

第３レンズ直進ガイド筒２１４の内側には、第２レンズユニットＬ２に対して光軸方向（像側）にて隣り合う第３レンズユニットＬ３を保持した第３レンズ保持筒２１５が配置されている。

第３レンズ保持筒（変倍レンズ保持筒）２１５の外周には、カムフォロア（第３のカムフォロア）Ｅがねじによって取り付けられている。カムフォロアＥは、サブカム筒２０９に設けられたズームカム溝部（第３のカム部）２０９Ｄと、第３レンズ直進ガイド筒２１４に設けられた直進溝部２１４Ｂとに係合している。

ここで、サブカム筒２０９は、物体側に第１の筒部２０９Ｅを有し、像側に第１の筒部２０９Ｅよりも内外径が小さい第２の筒部２０９Ｆを有する。第２レンズユニットＬ２及びこれを保持する第２レンズ保持筒２１２は、第１の筒部２０９Ｅの内側に配置されている。また、第３レンズユニットＬ３及びこれを保持する第３レンズ保持筒２１５は、第２の筒部２０９Ｆの内側に配置されている。

案内筒２０５には、直進ガイドキー２１６が固定されている。直進ガイドキー２１６は、前述したように、第３レンズ直進ガイド筒２１４の直進ガイドキー溝部２１４Ｃに係合している。

第４レンズユニットＬ４を保持した第４レンズ保持筒２１７の外周には、カムフォロア２１８がねじにより取り付けられている。カムフォロア２１８は、図４に示すようにメインカム筒２０８に設けられた第４カム溝部２０８Ｂと、案内筒２０５の内周に設けられた直進溝部２０５Ｅに係合している。

中間筒２０４の外側には、ズーム操作環（ズーム操作部材）２１９と、該ズーム操作環２１９にねじにより取り付けられたギアリング２２０と、後述するズームレバーが取り付けられ、中間筒２０４の外周で回転可能なギアリング２２１とが配置されている。ズーム操作環２１９、ギアリング２２０及びギアリング２２１は、中間筒２０４に対して光軸方向の定位置にて光軸回りで回転可能である。また、ギアリング２２０とギアリング２２１との間には、転動するギアユニット２２２が配置されており、該ギアユニット２２２は中間筒２０４にねじにより結合されている。

ギアリング２２１には、ズームレバー２２３の一端がねじにより取り付けられている。ズームレバー２２３の他端は、メインカム筒２０８に光軸回り方向において係合している。

案内筒２０５の外側には、フォーカス操作環（フォーカス操作部材）２２４が配置されている。フォーカス操作環２２４の内周に設けられた溝部２２４Ａには、案内筒２０５の外周にねじにより取り付けられたカムフォロア２０５Ｇが係合している。このため、フォーカス操作環２２４は、案内筒２０５の外側で光軸方向の定位置にて光軸回りで回転可能である。

フォーカス操作環２２４は、フォーカス駆動ユニット２Ａ内の定位置回転リング２Ａ１と結合している。このため、フォーカス操作環２２４の回転力をフォーカス駆動ユニット２Ａに伝達することができる。

フォーカス駆動ユニット２Ａには、差分動作機構が内蔵されている。差分動作機構から出力される回転力は、第２レンズ直進ガイド筒２１１のフォーカスキー溝部２１１Ｃに係合するフォーカスキー２Ａ２を介して第２レンズ直進ガイド筒２１１に伝達され、これを回転させる。

第４レンズ保持筒２１７の像側には、電動絞りユニット２Ｃが配置されている。電動絞りユニット２Ｃの像側には、第５レンズユニットＬ５を保持した第５レンズ保持筒２２５が配置されている。第５レンズ保持筒２２５は、中間筒２０４の内側に配置されている。第５レンズ保持筒２２５の外周にはフォロア（図示せず）が取り付けられており、該フォロアは中間筒２０４の内周に形成された穴部（図示せず）に係合している。このため、第５レンズ保持筒２２５は、中間筒２０４に対して光軸方向の定位置にて保持される。

第６レンズユニットＬ６は、図１及び図２に示した防振レンズユニット１２に相当する。防振ユニット２Ｂは、第６レンズユニットＬ６を保持する第６レンズ保持筒２２６と、該第６レンズ保持筒２２６を光軸に直交し、かつ互いに直交する２方向に移動させるための２組の防振アクチュエータ（マグネット及びコイル）とを有する。また、防振ユニット２Ｂは、第６レンズ保持筒２２６の位置を検出する位置検出素子と、該位置検出素子からの信号を用いて防振アクチュエータを制御する駆動制御基板を含む。防振アクチュエータ、位置検出素子及び駆動制御基板により、図１及び図２中の防振駆動部３が構成される。

また、防振ユニット２Ｂの外周には、中間筒２０４の内周に形成された穴部（図示せず）に係合するカムフォロア（図示せず）が取り付けられている。これにより、防振ユニット２Ｂは、中間筒２０４に対して光軸方向の定位置にて保持される。

中間筒２０４の像側の端部には、最も像側のレンズユニットである第７レンズユニットＬ７を保持した第７レンズ保持筒２２７がねじによって固定されている。第７レンズ保持筒２２７には、図１及び図２に示した振れセンサ８に相当する角速度センサ（ジャイロセンサ）が取り付けられている。また、第７レンズ保持筒２２７には、図２に示したレンズシステム制御回路３０が構成されている２枚の制御基板が取り付けられている。

次に、上記のように構成された交換レンズ２００における変倍に際してズーム操作環２１９が操作されたときの動作について説明する。以下の説明において、光軸回りで回転することを単に「回転する」といい、光軸方向に移動することを「直進する」という。

ズーム操作環２１９が回転操作されると、ギアリング２２０が回転し、ギアユニット２２２を介してギアリング２２１が回転される。ギアリング２２１の回転力は、ズームレバー２２３を介してメインカム筒２０８に伝達され、これを回転させる。メインカム筒２０８の回転方向は、ズーム操作環２１９の回転方向とは逆方向である。メインカム筒２０８は、前述したように、案内筒２０５に対して光軸方向における定位置にて回転する。

メインカム筒２０８が回転すると、該メインカム筒２０８の直進溝部２０８Ａに係合するカムフォロアＣを有するサブカム筒２０９が、メインカム筒２０８と同量回転する。カムフォロアＣは案内筒２０５のサブカム溝部２０５Ｄにも係合しているため、サブカム筒２０９はメインカム筒２０８に対して直進する。すなわち、サブカム筒２０９は、回転しながらメインカム筒２０８に対して直進する。

サブカム筒２０９にバヨネット結合した第２レンズ直進ガイド筒２１１には、該バヨネット結合部分の摩擦によって回転力が作用する。しかし、第２レンズ直進ガイド筒２１１のフォーカスキー溝部２１１Ｃに、フォーカス駆動ユニット２Ａのフォーカスキー２Ａ２が係合している。フォーカスキー２Ａ２は、フォーカス駆動ユニット２Ａの差分動作機構内の摩擦保持力（バヨネット結合部分の摩擦よりも大きな摩擦保持力）によって回転しないように保持されている。このため、第２レンズ直進ガイド筒２１１の回転は阻止される。

前述したように、第２レンズ保持筒２１２は、サブカム筒２０９のフォーカスカム溝部２０９Ｂと第２レンズ直進ガイド筒２１１の直進溝部２１１Ｂに係合したカムフォロア２１３を有する。このため、サブカム筒２０９が直進しながら回転すると、第２レンズ保持筒２１２は、回転せずにサブカム筒２０９及び第２レンズ直進ガイド筒２１１に対して直進する。

また、サブカム筒２０９にバヨネット結合した第３レンズ直進ガイド筒２１４には、該バヨネット結合部分の摩擦によって回転力が作用する。さらに、サブカム筒２０９がメインカム筒２０８に対して回転しながら直進する間、第３レンズ直進ガイド筒２１４には、メインカム筒２０８との嵌まり合い部分での摩擦によってサブカム筒２０９から回転力が作用する。しかし、第３レンズ直進ガイド筒２１４の直進ガイドキー溝部２１４Ｃには、案内筒２０５に固定された直進ガイドキー２１６が係合している。このため、第３レンズ直進ガイド筒２１４は、回転が阻止された状態でサブカム筒２０９とともに直進する。

また、前述したように、第３レンズ保持筒２１５は、サブカム筒２０９のズームカム溝部２０９Ｄと第３レンズ直進ガイド筒２１４の直進溝部２１４Ｂに係合したカムフォロアＥを有する。このため、サブカム筒２０９が直進しながら回転すると、第３レンズ保持筒２１５が、回転せずにサブカム筒２０９及び第３レンズ直進ガイド筒２１４に対して直進する。このため、第３レンズ保持筒２１５の光軸方向での移動量は、サブカム筒２０９の光軸方向での移動量よりも大きい。

一方、メインカム筒２０８が回転すると、メインカム筒２０８の第４カム溝部２０８Ｂと案内筒２０５の内周の直進溝部（図示せず）に係合したカムフォロア２１８を有する第４レンズ保持筒２１７は、回転せずにメインカム筒２０８に対して直進する。

このように、ズーム操作環２１９が回転操作されることで第２、第３及び第４レンズ保持筒２１２，２１５，２１７が直進し、交換レンズ２００（ズーム光学系２）の変倍（焦点距離の変更）が可能となる。

次に、焦点調節に際してフォーカス操作環２２４が操作されたときの動作について説明する。

フォーカス操作環２２４が回転操作されると、その回転力はフォーカス駆動ユニット２Ａの差分動作機構及びフォーカスキー２Ａ２を介して第２レンズ直進ガイド筒２１１を回転させる。このとき、メインカム筒２０８及びサブカム筒２０９は回転しない。

第２レンズ直進ガイド筒２１１が回転すると、サブカム筒２０９のフォーカスカム溝部２０９Ｂと第２レンズ直進ガイド筒２１１の直進溝部２１１Ｂに係合したカムフォロア２１３を有する第２レンズ保持筒２１２が回転しながら直進する。

このように、フォーカス操作環２２４が回転操作されることで第２レンズ保持筒２１２が直進し、交換レンズ２００（ズーム光学系２）の焦点調節が可能となる。

次に、カメラ１からのオートフォーカス信号に応じてフォーカス駆動ユニット２Ａが動作するときのオートフォーカス動作について説明する。

フォーカス駆動ユニット２Ａは、圧電素子によって振動が励起される振動体と、該振動体に圧接する回転体とにより構成される振動型モータを備えている。制御基板２３０は、カメラ１からのオートフォーカス信号を受けると、振動型モータを駆動する。

振動型モータの回転力は、差分動作機構を介してフォーカスキー２Ａ２を回転させ、フォーカスキー２Ａ２を介して第２レンズ直進ガイド筒２１１を回転させる。このとき、メインカム筒２０８及びサブカム筒２０９は回転しない。

第２レンズ直進ガイド筒２１１が回転すると、サブカム筒２０９のフォーカスカム溝部２０９Ｂと第２レンズ直進ガイド筒２１１の直進溝部２１１Ｂに係合したカムフォロア２１３を有する第２レンズ保持筒２１２が回転しながら直進する。

このように、フォーカス駆動ユニット２Ａが動作することで、第２レンズ保持筒２１２が直進し、交換レンズ２００（ズーム光学系２）のオートフォーカスが可能となる。

次に、図５、図６及び図７を用いて、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５への固定方法について説明する。図５は図４に示した分解図における物体側の一部（第１レンズ保持筒２０７及び案内筒２０５）を拡大して示している。また、図６は図３に示した断面構造のうち物体側の一部を拡大して示している。さらに、図７には、案内筒２０５の周壁に形成された固定用溝部を案内筒２０５の外周側から見た様子を示している。

第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５への固定には、３つの固定ねじ２２９と、３つのねじベース部材２２８とが用いられる。

ねじベース部材２２８は、軸部２２８Ａと、該軸部２２８Ａよりも外径が大きなベース部２２８Ｃとを有する。ベース部２２８Ｃの表面（図６中の上面）は、球面形状に形成されている。

ベース部２２８Ｃの中心には、該ベース部２２８Ｃの表面にて開口し、軸部２２８Ａ内まで延びるねじ穴２２８Ｂが形成されている。軸部２２８Ａは、第１レンズ保持筒２０７の外周面に形成された溝部（凹部）２０７Ａに挿入される。これにより、ねじベース部材２２８は、軸部２２８Ａ及びねじ穴２２８Ｂの軸回りで回転可能に第１レンズ保持筒２０７に取り付けられる。また、図５及び図７に示すように、ベース部２２８Ｃにおけるねじ穴２２８Ｂの両側には、２つの突起部２２８Ｄが形成されている。

案内筒２０５の周壁における周方向３箇所には、固定用溝部２０５Ｆが形成されている。該３つの固定用溝部２０５Ｆは、同様に案内筒２０５の周壁における周方向３箇所に形成された位置調整用カム溝部２０５Ｂの間の位相領域に形成されている。つまり、案内筒２０５の周壁には、３つの位置調整用カム溝部２０５Ｂと、３つの固定用溝部２０５Ｆとが周方向に交互に形成されている。

第１レンズ保持筒２０７は、図７に示すように、ねじベース部材２２８のねじ穴２２８Ｂが案内筒２０５の固定用溝部２０５Ｆの内側にて開口し、突起部２２８Ｄが固定用溝部２０５Ｆの内部に突出するように案内筒２０５に対して配置される。

ここで、各突起部２２８Ｃの幅は固定用溝部２０５Ｆの幅よりも小さい。このため、ねじベース部材２２８は、各突起部２２８Ｃが案内筒２０５の固定用溝部２０５Ｆの幅方向での内面に当接する状態となるまで第１レンズ保持筒２０７に対して回転することができる。言い換えれば、ねじベース部材２２８は、各突起部２２８Ｃが固定用溝部２０５Ｆの幅方向の内面に当接することで、それ以上の回転が阻止される。

レンズ鏡筒の組み立て時においては、まず固定ねじ２２９のねじ軸部２２９Ａをねじベース部材２２８のねじ穴２２８Ｂに挿入して、固定ねじ２２９を所定量だけ締め込み方向に回転させる。この状態では、第１レンズ保持筒２０７は案内筒２０５に対して光軸回りで回転が可能であり、前述したように、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５に対する光軸方向位置と倒れ角度の調整（以下、これらをまとめて光学調整という）を行うことができる。

固定用溝部２０５Ｆは、位置調整用カム溝部２０５Ｂと同じリード量（リード角）を持つように形成されている。このため、光学調整のために第１レンズ保持筒２０７が案内筒２０５に対して光軸回りで回転されると、固定ねじ２２９も固定用溝部２０５Ｆ内を移動する。

光学調整が終了した後、固定ねじ２２９をさらに締め込み方向に回転させてねじベース部材２２８に対して締め込む。

上述した所定量の締め込み及び光学調整後の締め込みに際して、前述したように、ねじベース部材２２８に設けられた突起部２２８Ｄが固定用溝部２０５Ｆの内面に当接するまではねじベース部材２２８も固定ねじ２２９から受ける回転力によって回転可能である。しかし、突起部２２８Ｄが固定用溝部２０５Ｆの内面に当接することで、それ以上のねじベース部材２２８の回転が阻止されるため、固定ねじ２２９のねじベース部材２２８に対する締め込みが可能となる。

こうして光学調整後の固定ねじ２２９の締め込みが進むと、案内筒２０５の周壁は固定ねじ２２９の頭部２２９Ｂとねじベース部材２２８のベース部２２８Ｃとの間に挟み込まれる。３つの固定ねじ２２９と３つのねじベース部材２２８との間で案内筒２０５の周壁の３箇所を挟み込むことで、第１レンズ保持筒２０７が案内筒２０５に対して固定される。

前述したように、ねじベース部材２２８は、第１レンズ保持筒２０７に対して軸部２２８Ａ及びねじ穴２２８Ｂの軸回りで回転可能に取り付けられている。このため、固定ねじ２２９の締め込みによってねじベース部材２２８に回転力が作用しても、その回転力は第１レンズ保持筒２０７には伝わらない。したがって、固定ねじ２２９の締め込みによって、第１レンズ保持筒２０７及び案内筒２０５が変形したり、第１レンズ保持筒２０７の案内筒２０５に対する光軸方向位置及び倒れ角度が変化したりすることを回避できる。

なお、案内筒２０５の周壁の外周面における固定用溝部２０５Ｆの周囲には、該外周面における他の部分よりも外径が小さい座面２０５ＦＡが形成されている。ねじベース部材２２８との間で案内筒２０５の周壁を挟み込む固定ねじ２２９の頭部２２９Ｂの底面がこの座面２０５ＦＡに当接することで、固定ねじ２２９の頭部２２９Ｂが案内筒２０５の周壁の外周面から大きく突出することが回避される。

案内筒２０５の周壁が固定ねじ２２９の頭部２２９Ｂとねじベース部材２２８のベース部２２８Ｃとの間に挟み込まれた状態において、案内筒２０５の周壁の内面には、ベース部２２８Ｃの球面が当接する。

図９及び図１０に示すように、案内筒２０５の周壁の周方向に沿ったＡ−Ａ断面では、該球面の曲率半径は、案内筒２０５の周壁の内面の曲率半径よりも大きい。しかし、固定用溝部２０５Ｆが延びる方向に沿ったＢ−Ｂ断面においては、該球面の曲率半径は、案内筒２０５の周壁の内面の曲率半径よりも小さい。これにより、ねじベース部材２２８は、固定ねじ２２９の頭部２２９Ｂとの間で案内筒２０５の周壁を安定的に挟み込むことができる。

ベース部２２８Ｃの球面の曲率半径の設定方法について説明する。球面の曲率半径は、案内筒２０５の周壁の内面の径と固定用溝部２０５Ｆのリード量（リード角）とに基づいて、以下の計算式により算出するとよい。

案内筒２０５の周壁の内面の半径Ｒ１とし、固定用溝部２０５Ｆのリード角をθ１とする。このとき、球面の曲率半径をＳＲ１は、
ＳＲ１＝Ｒ１×（１／ｃｏｓθ１）
（ただし、θ１は９０°より小さい）
なる式により計算できる。

なお、図７には、ねじベース部材２２８に、ねじ穴２２８Ｂを挟んだ両側に２つの突起部２２８Ｄを設けた場合を示したが、図８に示すように、ねじ穴２２８Ｂを中央に有する１つの突起部２２８Ｄ′を設けてもよい。この場合、該１つの突起部２２８Ｄ′の２箇所が固定用溝部２０５Ｆの内面に当接することで、ねじベース部材２２８の回転が阻止される。

以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、上記実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例では、交換レンズについて説明したが、本発明は、ズーム光学系を一体に有するデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光学機器にも適用することができる。

本発明の実施例である交換レンズ及びこれを装着したカメラの概略構成を示す図。 図１に示した交換レンズ及びカメラの電気的構成を示すブロック図。 実施例の交換レンズの断面図。 実施例の交換レンズの一部の分解斜視図。 図４に示した分解斜視図の一部を拡大した分解斜視図。 図３に示した断面図の一部を拡大した断面図。 実施例の交換レンズにおける固定用溝部とねじベース部材とを示す平面図。 上記ねじベース部材の変形例を示す平面図。 実施例の交換レンズにおける案内筒とねじベース部材の切断線を示す図。 図９の切断線で切断したときの案内筒とねじベース部材を示す断面図。

１ カメラ
２ ズーム光学系
５ レンズ鏡筒
６ 撮像素子
８ 振れセンサ
１２ 補正レンズユニット
Ｌ１〜Ｌ７ 第１〜第７レンズユニット
２Ａ フォーカス駆動ユニット
２Ｂ 防振ユニット
２Ｃ 電動絞りユニット
２０３ ベース筒
２０４ 中間筒
２０５ 案内筒
２０５Ｂ 位置調整用カム溝部
２０５Ｄ，２０９Ｂ，２０９Ｄ カム溝部
２０５Ｆ 固定用溝部
２０７ 第１レンズ保持筒
２０８ メインカム筒
２０８Ａ，２１４Ｂ 直進ガイド溝部
２０９ サブカム筒
２１１ 第２レンズ直進ガイド筒
２１２ 第２レンズ保持筒
２１３，Ｃ，Ｅ カムフォロア
２１４ 第３レンズ直進ガイド筒
２１５ 第３レンズ保持筒
２１６ 直進ガイドキー
２１７ 第４レンズ保持筒
２１９ ズーム操作環
２２０，２２１ ギアリング
２２２ ギアユニット
２２３ ズームレバー
２２４ フォーカス操作環
２２５ 第５レンズ保持筒
２２６ 第６レンズ保持筒
２２７ 第７レンズ保持筒
２２８ ねじベース部材
２２８Ｂ ねじ穴
２２８Ｄ 突起部
２２９ 固定ねじ

Claims (3)

1. レンズを保持するレンズ保持部材と、
   前記レンズ保持部材を支持し、固定用溝部と前記レンズ保持部材に設けられたフォロアが係合する調整用溝部とが形成された周壁を有する支持筒と、
   ねじ穴を有し、前記レンズ保持部材に取り付けられたねじベース部材と、
   前記固定用溝部を通して前記ねじ穴に締め込まれるねじであって、その頭部が前記ねじベース部材との間で前記支持筒の周壁を挟み込むことにより前記レンズ保持部材を前記支持筒に固定する固定ねじとを有し、
   前記調整用溝部に沿った前記フォロアの移動による前記レンズ保持部材の前記支持筒に対する光軸方向位置の調整、及び前記フォロアの偏心回転による前記レンズ保持部材の前記支持筒に対する倒れ角度の調整が可能であり、
   前記ねじベース部材は、
   前記固定用溝部の幅よりも小さい幅を有して該固定用溝部内に突出し、前記固定用溝部の内面に当接することにより前記ねじベース部材の回転を阻止する突起部を有するとともに、
   該突起部が前記固定用溝部の内面に当接するまでは前記固定ねじの締め込みに伴って前記ねじ穴の軸回りで回転可能となるように前記レンズ保持部材に取り付けられていることを特徴とする光学機器。
2. 前記ねじベース部材における前記固定ねじの前記頭部との間で前記支持筒の周壁を挟み込む面が球面であり、
   前記固定用溝部が延びる方向に沿った断面において、該球面の曲率半径が、前記周壁の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記周壁の周方向に沿った断面において、前記球面の曲率半径が前記周壁の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の光学機器。