JP5470714B2 - レンズ鏡筒、光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関するものである。

従来、レンズ鏡筒としては、モータの駆動力によって回転された駆動部材により、レンズを支持する支持部材をその光軸方向に直進させる構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２２０４１１号公報

この種のレンズ鏡筒では、仮にレンズ駆動部材の寸法精度や組付精度が低下すると駆動対象のレンズに偏心等が生ずる可能性あり、光学性能が低下するおそれがあった。
本発明の課題は、光学性能が向上したレンズ鏡筒及び光学機器を提供することである。

本発明は、カメラ本体に対して取り付ける基準面と一体的に構成された基準部材と、前記基準部材に対して移動可能なレンズと、駆動源からの駆動力により前記レンズの光軸に平行な回転軸周りに回転し、前記レンズを該レンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動部材とを有するレンズ鏡筒を備える光学機器であって、前記レンズ駆動部材は、前記駆動源からの駆動力を受けることによって前記回転軸周りに回転する入力部と、前記入力部とは別体の部材であって、前記入力部の内周側に位置し、係合部で前記入力部と一体的に係合されて前記回転軸周りに回転することによって前記レンズを前記光軸方向に駆動する駆動部と、を備え、前記係合部は、前記入力部及び前記駆動部の一方に設けられた溝部と、前記入力部及び前記駆動部の他方に設けられて前記溝部に挿入される突起部とを有し、前記入力部と前記駆動部との前記光軸方向への相対移動を許容した状態で前記入力部と前記駆動部とを係合し、前記基準部材は、前記駆動部に対して前記光軸方向の被写体側に位置する第１の部材と、前記駆動部に対して前記光軸方向のカメラ本体側に位置する第２の部材とを有し、前記入力部は、前記基準部材に対して前記光軸の方向への移動が可能な状態で前記基準部材に支持され、前記駆動部は、前記基準部材に対して前記光軸の方向への移動が制限された状態で前記基準部材に支持され、前記入力部は、その外周側の面に前記駆動源からの駆動力を受けるためのギアが形成されるとともに、内周側の面で前記基準部材の前記第１の部材と向かい合い、前記基準部材に対して前記回転軸周りに回転可能であり、
前記駆動部は、その内周側の面に前記レンズを駆動させる駆動機構が形成されるとともに、外周側の面で前記基準部材の前記第１の部材と向かい合い、前記基準部材に対して前記回転軸周りに回転可能であり、前記第１の部材により前記駆動部の前記光軸方向の被写体側への移動が制限されるとともに、前記第２の部材により前記駆動部の光軸方向のカメラ本体側への移動が制限されること、を特徴とする光学機器に関する。

また、本発明において、前記第１の部材は筒体であり、その内部に前記レンズ駆動部材で駆動される前記レンズとは別のレンズが保持され、前記第２の部材は環状の部材であり、カメラ本体への取付け部材が接続されることが好ましい。
また、本発明において、前記駆動部の回転により光軸方向へ移動するレンズ保持枠を備え、前記レンズ保持枠は、前記第２の部材に固定された直進案内キーが挿通される貫通部を有することが好ましい。

本発明によれば、光学性能が向上したレンズ鏡筒及び光学機器を提供することができる。

以下、図面等を参照して、本発明を適用したレンズ鏡筒の実施形態について説明する。
図１は、実施形態のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。
図２は、図１に示すレンズ鏡筒を光軸方向のカメラボディ側から見た図である。
なお、理解を容易にするため、各図にＸ軸−Ｙ軸−Ｚ軸からなる３次元座標系を設定して説明する。

レンズ鏡筒１は、カメラボディ１００に着脱可能に装着される交換レンズ鏡筒であり、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、絞りユニット１０、固定筒２０、補強環３０、２群保持枠４０、駆動ユニット５０（図２参照）、駆動環６０等を備えている。

第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２は、被写体光をカメラボディ１００に備えられた図示しない撮像部に導く撮影光学系を形成する。この撮影光学系の光軸Ａと図に示すＺ軸とは、平行になっている。
第１レンズ群Ｌ１は、レンズ鏡筒１の光軸方向被写体側の端部に固定されている。第２レンズ群Ｌ２は、第１レンズ群Ｌ１よりも光軸方向カメラボディ側に配置され、かつ、光軸方向に進退動作が可能になっている。レンズ鏡筒１は、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向へ進退動作させることによって撮影光学系の合焦状態を調節し、これによって、例えば、主要な被写体に対してピント合わせを行う。

絞りユニット１０は、第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２によって形成される撮影光学系を通過する被写体光の光量を調節するものであり、第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間に配置されている。絞りユニット１０は、複数の絞り羽根を備えた公知の光彩絞り装置を含んでいる。

固定筒２０は、レンズ鏡筒１がカメラボディ１００に装着された状態において、カメラボディ１００に対する移動が制限される筒体である。
補強環３０は、固定筒２０の光軸方向カメラボディ側の端部に接続された環状の部材である。補強環３０には、レンズ鏡筒１をカメラボディ１００に接続するためのレンズマウント３１や、後述する２群保持枠４０を直進案内する直進案内キー３２が、ネジによって固定されている。

２群保持枠４０は、第２レンズ群Ｌ２を保持する枠体であり、全体的な形状が円環状に形成されている。２群保持枠４０は、第２レンズ群Ｌ２を保持する部分である本体部４１と、本体部４１の外周面から外径側に張り出して形成された張出部４２とを備えている。張出部４２は、図２に示すように光軸周りに略均等な間隔で、例えば、３つが形成されている。前述の直進案内キー３２は、張出部４２を貫通しており、２群保持枠４０の移動方向が光軸Ａに平行な方向に制限されている。
張出部４２の先端部には、それぞれ雄ヘリコイド４３が形成され、これらの雄ヘリコイド４３は、後述するヘリコイド環７０に形成された雌ヘリコイド７１に螺合している。

駆動ユニット５０は、図２に示すように、アクチュエータ５１と、減速ギア列５２とを備えている。
アクチュエータ５１は、フォーカスレンズである第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に駆動する動力源であり、例えば、カメラボディ１００から発信されるオートフォーカス指示信号に応じて作動し、この回転力が減速ギア列５２及び後述する駆動環６０を介して２群保持枠４０に伝達される。アクチュエータ５１としては、超音波モータ等の振動アクチュエータやＤＣモータ等を使用することができる。
なお、レンズ鏡筒１は、フォーカス操作環３３の回転操作に応じて第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に進退させるマニュアルフォーカス操作も可能になっている。フォーカス操作環３３と駆動環６０との間の動力伝達機構については説明及び図示を省略する。

駆動環６０は、アクチュエータ５１の出力や、フォーカス操作環３３の回転力を前述した２群保持枠４０に伝達する部材である。
駆動環６０は、２群保持枠４０に機械的に係合して設けられたヘリコイド環７０、及び、減速ギア列５２に含まれる最終ギア５２ａと噛み合うギア８１が形成されたギア環８０の２つの部材によって形成されている。ヘリコイド環７０及びギア環８０は、それぞれ合成樹脂材料によって形成された樹脂成形品である。

図３は、図２に示すレンズ鏡筒に備えられたヘリコイド環を示す図である。
図４は、図２に示すレンズ鏡筒に備えられたギア環を示す図である。

ヘリコイド環７０は、固定筒２０及び補強環３０の内径側に配置された円環状の部材であり、図３に示すように、その内周面には、前述の２群保持枠４０に備えられた雄ヘリコイド４３に螺合する雌ヘリコイド７１が形成されている。
ヘリコイド環７０の外周面には、その外径側につば状に突き出して形成された突出部７２が形成されている。突出部７２は、図３に示すように、光軸周りに略均等な間隔で、例えば、３つが設けられている。突出部７２は、図１に示すように、それぞれ固定筒２０と補強環３０との間に形成された隙間２１に挿入されている。

補強環３０には、内径側につば状に突き出して形成された第１スラスト受部３４が形成されており、突出部７２のカメラボディ側を向いた面部は、この第１スラスト受部３４の被写体側を向いた面部に当接している。
さらに、ヘリコイド環７０の光軸方向被写体側の端面部は、固定筒２０に形成された光軸Ｚに直交する平面である第２スラスト受部２２に当接している。これにより、ヘリコイド環７０は、光軸方向被写体方向への移動が第２スラスト受部２２により、光軸方向カメラボディ側への移動が第１スラスト受部３４によってそれぞれ制限され、固定筒２０に対する光軸方向（以下、適宜スラスト方向と称する）への移動が実質的に不可能になっている。

また、ヘリコイド環７０の外周面は、固定筒２０の内周面に対向している。そして、ヘリコイド環７０の外周面と固定筒２０の内周面との間には、ヘリコイド環７０の光軸周りに回転を許容する程度の微小な隙間のみが形成されており、ヘリコイド環７０の固定筒２０に対するレンズ鏡筒１の径方向（以下、適宜ラジアル方向と称する）への移動が実質的に不可能になっている。
このように、ヘリコイド環７０は、固定筒２０に対するスラスト方向及びラジアル方向の位置が拘束されており、その回転中心が光軸Ａと略一致した状態で光軸周りに回転するようになっている。これによってヘリコイド環７０は、２群保持枠４０を駆動する際に回転する場合であっても、その回転中心が光軸Ａに対して傾くことが抑制される。

ヘリコイド環７０の光軸方向被写体側の端部の外周面には、後述するギア環８０に形成された係合突起８２が挿入される溝部７３が形成されている。溝部７３は、光軸Ａに略平行に延在し、光軸周りに略均等な間隔で、例えば、３つ設けられている。

ギア環８０は、ヘリコイド環７０の外径側に配置される円環状の部材であり、その外周面の一部には、減速ギア列５２の最終ギア５２ａに噛み合うギア８１が形成されている（図２参照）。

図１に示すように、ギア環８０の内周面は、固定筒２０の外周面に対向している。そして、ギア環８０の内周面と固定筒２０の外周面との間には、ギア環８０の光軸周りの回転を許容する程度の微小な隙間のみが形成されており、ギア環８０の固定筒２０に対するラジアル方向への移動が実質的に不可能になっている。一方、ギア環８０と固定筒２０との間には、スラスト方向に隙間が形成されており、ギア環８０の固定筒２０に対するスラスト方向の位置は、拘束されていない。

図４に示すように、ギア環８０の内周面には、その内径側に突き出して形成された係合突起８２が設けられている。係合突起８２は、光軸周りに略均等な間隔で、例えば、３つが設けられており、図２に示すように、ヘリコイド環７０の外周面に形成された溝部７３にそれぞれ挿入されている。これによって、ギア環８０とヘリコイド環７０とは、一体的に係合し、ギア環８０にアクチュエータ５１の回転力が伝達された場合には、一体的に回転する。なお、係合突起８２と溝部７３との間には、ギア環８０のヘリコイド環７０に対する光軸方向への移動を許容する隙間（ガタ）が形成されている。このように、ギア環８０は、ヘリコイド環７０とは異なり、スラスト方向の位置が特に拘束されていない。

第１実施形態のレンズ鏡筒１は、例えば、カメラボディ１００から発信されるオートフォーカス指示信号に応じてアクチュエータ５１が作動することによって、又は、撮影者等によってフォーカス操作環３３が操作されることによって、駆動環６０（ヘリコイド環７０及びギア環８０）が光軸周りに回転する。２群保持枠４０は、光軸周りの回転が直進案内キー３２によって制限されているので、ヘリコイド環７０が回転動作を行うと、ヘリコイドに案内されることによって光軸方向に直進動作を行う。

以上説明した実施形態のレンズ鏡筒１は、フォーカスレンズ群である第２レンズ群Ｌ２を保持する２群保持枠４０に対して直接に係合するヘリコイド環７０の固定筒２０に対するスラスト方向、ラジアル方向の両方向の移動を制限したので、ヘリコイド環７０の回転時における回転中心が光軸Ｚに対して傾くことが抑制される。したがって、第２レンズ群を光軸方向に確実に直進させることができ、撮影光学系の光学性能が向上する。
これに対し、最終ギアと噛み合うギアを備えるギア環８０は、光軸方向の位置が拘束されていないが、アクチュエータの出力をヘリコイド環に伝達させることが可能であれば、固定筒２０に対する高い組み付け精度が要求されない。

また、実施形態のレンズ鏡筒１に備えられた駆動環６０は、合成樹脂材料によって形成された樹脂成形品であるが、ヘリコイド環７０とギア環８０との２つの部材によって構成されているので、成形が容易であるという効果が得られる。
例えば、ヘリコイド環７０とギア環８０とが一体の駆動環を想定する（以下、比較形態の駆動環と称する）。この比較形態の駆動環は、外周面に減速ギア列に噛み合うギアが形成され、かつ、内周面に２群保持枠４０の雄ヘリコイド４３に螺合する雌ヘリコイドが形成された環状の部材である。

ここで、一般に樹脂成形品の成形では、最も寸法精度が要求される部位を特定し、この部位を考慮してゲートの位置や射出圧を決定する。
しかし、比較形態の駆動環は、雌ヘリコイドが内周面、ギアが外周面にと、それぞれ反対の部位に形成されているので、ギア及び雌ヘリコイドの両方の寸法精度を確保することが困難である。比較形態の駆動環は、雌ヘリコイド及びギアの一方の寸法精度が低下すると、この寸法精度の低下の影響が他方にも及ぶので、２群保持枠４０を精度よく直進案内することが困難になる可能性がある。

一方、本実施形態のレンズ鏡筒１に備えられた駆動環６０は、ヘリコイド環７０とギア環８０とが別部材となっており、それぞれ別個に成形することができるので、雌ヘリコイド７１の寸法精度及びギア８１の寸法精度を両方を確保できる。したがって、精度よく第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に直進させることができる。また、ヘリコイド環７０及びギア環８０は、それぞれ形状が簡単なので成形が容易であり、寸法精度を高くすることが容易である効果もある。

［変形形態］
本発明は、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、これらも本発明の技術的範囲内に含まれる。
（１）実施形態のレンズ鏡筒は、ヘリコイドによって第２レンズ群を光軸方向に駆動する構成であったが、これに限らず、例えば、カム機構によって第２レンズ群を駆動してもよい。
（２）実施形態の駆動環は、ギア環とヘリコイド環とが３箇所において係合していたが、これらの係合箇所（直進溝及び係合突起の数）は、ギア環とヘリコイド環とが一体的に回転可能であれば、これに限られない。また、実施形態において、直進溝がヘリコイド環に、係合突起がギア環にそれぞれ設けられたが、これに限らず、駆動環側に直進溝を設け、ヘリコイド環側に係合突起部を設けてもよい。
（３）実施形態のレンズ鏡筒は、カメラボディに着脱可能に装着される交換レンズ鏡筒であったが、本発明のレンズ鏡筒はこれに限らず、カメラボディと一体型のものでもよい。

実施形態のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒を光軸方向のカメラボディ側から見た図である 図２に示すレンズ鏡筒に備えられたヘリコイド環を示す図である。 図２に示すレンズ鏡筒に備えられたギア環を示す図である。

符号の説明

１ レンズ鏡筒 ： ３０ 補強環 ： ４０ ２群保持枠 ： ５０ 駆動ユニット： ６０ 駆動環 ： ７０ ヘリコイド環 ： ７３ 溝部 ： ８０ ギア環 ： ８２ 係合突起 ： Ｌ２ 第２レンズ群

Claims (3)

1. カメラ本体に対して取り付ける基準面と一体的に構成された基準部材と、
   前記基準部材に対して移動可能なレンズと、
   駆動源からの駆動力により前記レンズの光軸に平行な回転軸周りに回転し、前記レンズを該レンズの光軸方向に駆動するレンズ駆動部材とを有するレンズ鏡筒を備える光学機器であって、
   前記レンズ駆動部材は、
   前記駆動源からの駆動力を受けることによって前記回転軸周りに回転する入力部と、
   前記入力部とは別体の部材であって、前記入力部の内周側に位置し、係合部で前記入力部と一体的に係合されて前記回転軸周りに回転することによって前記レンズを前記光軸方向に駆動する駆動部と、を備え、
   前記係合部は、前記入力部及び前記駆動部の一方に設けられた溝部と、前記入力部及び前記駆動部の他方に設けられて前記溝部に挿入される突起部とを有し、前記入力部と前記駆動部との前記光軸方向への相対移動を許容した状態で前記入力部と前記駆動部とを係合し、
   前記基準部材は、前記駆動部に対して前記光軸方向の被写体側に位置する第１の部材と、前記駆動部に対して前記光軸方向のカメラ本体側に位置する第２の部材とを有し、
   前記入力部は、前記基準部材に対して前記光軸の方向への移動が可能な状態で前記基準部材に支持され、
   前記駆動部は、前記基準部材に対して前記光軸の方向への移動が制限された状態で前記基準部材に支持され、
   前記入力部は、その外周側の面に前記駆動源からの駆動力を受けるためのギアが形成されるとともに、内周側の面で前記基準部材の前記第１の部材と向かい合い、前記基準部材に対して前記回転軸周りに回転可能であり、
   前記駆動部は、その内周側の面に前記レンズを駆動させる駆動機構が形成されるとともに、外周側の面で前記基準部材の前記第１の部材と向かい合い、前記基準部材に対して前記回転軸周りに回転可能であり、
   前記第１の部材により前記駆動部の前記光軸方向の被写体側への移動が制限されるとともに、前記第２の部材により前記駆動部の光軸方向のカメラ本体側への移動が制限されること、
   を特徴とする光学機器。
2. 請求項１に記載の光学機器において、
   前記第１の部材は筒体であり、その内部に前記レンズ駆動部材で駆動される前記レンズとは別のレンズが保持され、
   前記第２の部材は環状の部材であり、カメラ本体への取付け部材が接続されること、
   を特徴とする光学機器。
3. 請求項２に記載の光学機器において、
   前記駆動部の回転により光軸方向へ移動するレンズ保持枠を備え、
   前記レンズ保持枠は、前記第２の部材に固定された直進案内キーが挿通される貫通部を有すること、
   を特徴とする光学機器。

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