JP2014186285A - レンズ鏡筒およびそれを用いた光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの間隔調整にワッシャを用いる鏡筒において、精度良く調整をすることを可能にしたレンズ鏡筒を提供すること。
【解決手段】第１のレンズと第１のレンズに対して間隔調整を行う第２のレンズと第１、第２のレンズを保持する第１の鏡筒と第２の鏡筒と第１の鏡筒と第２の鏡筒の間に配置される間隔調整部材と第２の鏡筒を固定する固定部材とを持ち第１の鏡筒と第２の鏡筒はそれぞれ第１の保証面と第２の保証面を持ち間隔調整部材は第１の保証面と第２の保証面と当接する保証部とリング部とリング部と保証部とをつなぐ連結部と連結部に形成された切り欠き部を有することを特徴とする
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワッシャを用いてレンズの間隔調整を行う交換レンズなどのレンズ鏡筒、およびそれを用いた光学機器および撮像装置に関するものである

従来レンズ鏡筒において、光学系を構成するレンズや鏡筒部品の部品精度や組み立て精度により生じる光学性能の劣化を調整する機構を備えている。

例えば、レンズ間隔を適正にするために鏡枠の間に挟み間隔を決める金属薄片を配置したリング状のワッシャを使用することが知られている（特許文献１）。

特開２００８−２７６０７１号公報

しかしながら、近年撮像素子の高画素化が進んでおり、光学性能への要求がますます高くなっている。それに伴いより精度良く光学調整を行わなければならなく、５０μｍ以下の薄いワッシャを使用するようになってきている。

特許文献１に開示された保証面をリング部でつないだ従来のワッシャでは、鏡筒のビス締め固定時にワッシャが変形しやすい。ビス締め固定時にはビス締めトルクにより、鏡筒は回転しようとする。ワッシャの保証面は鏡筒に当接しているので鏡筒の回転力によりリング部が変形する恐れがある。ワッシャが変形することで鏡筒が傾いて固定され、間隔調整が精度良く行えない場合がある。

そこで、本発明の目的は、レンズの間隔調整にワッシャを用いる鏡筒において、精度良く調整をすることを可能にしたレンズ鏡筒を提供することである。

本発明は、第１のレンズと第１のレンズに対して間隔調整を行う第２のレンズと第１、第２のレンズを保持する第１の鏡筒と第２の鏡筒と第１の鏡筒と第２の鏡筒の間に配置される間隔調整部材と第２の鏡筒を固定する固定部材とを持ち、第１の鏡筒と第２の鏡筒はそれぞれ第１の保証面と第２の保証面を持ち間隔調整部材は第１の保証面と第２の保証面と当接する保証部とリング部とリング部と保証部とをつなぐ連結部と連結部に形成された切り欠き部を有することを特徴とする。

本発明によれば、レンズの間隔調整を精度良く行うことができるレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の実施例によるレンズ間隔調整ユニットの分解斜視図 本発明の実施例によるレンズ間隔調整ユニットの断面図 本発明の実施例による間隔調整ワッシャの図 本発明の実施例によるレンズ間隔調整ユニットの図 本発明の実施例による交換レンズの沈胴状態の断面図 本発明の実施例による交換レンズとカメラ本体のシステムブロック図 本発明の実施例２による間隔調整ワッシャの図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわるレンズ間隔調整ユニットの分解斜視図である。

［実施例１］
以下、図５、図６を参照して、本発明の実施例による光学機器およびレンズ鏡筒であるところの交換レンズ２００について説明する。

図４は交換レンズ２００が撮影状態より全長が短い沈胴状態を示した断面図である。ここでＬ１は１群レンズを示し、１は１群レンズＬ１を保持する１群鏡筒を示し、９は１群鏡筒を固定する１群筒を示す。Ｌ２は２群レンズを示し、２は２群レンズＬ２を保持する２群ユニットを示す。２群ユニット２は光軸に対して垂直な面上で２群レンズＬ２を移動することで、いわゆる手ブレを補正する光学防振機能を果たす。Ｌ３は３群レンズを示し、３は３群レンズＬ３を保持する３群鏡筒である。この３群レンズＬ３の被写体側には光学防振機能を果たす２群ユニット２が固定されている。

Ｌ４は４群レンズを示し、４は４群レンズＬ４を保持する４群鏡筒である。７は間隔調整ワッシャを示し、厚みの違う複数種類の間隔調整ワッシャを選択し組むことで３群鏡筒Ｌ３と４群レンズＬ４との間隔調整を行っている。レンズ間隔調整機構の詳細については後述する。Ｌ５はフォーカスレンズである５群レンズを示し、５は５群レンズを保持するフォーカス鏡筒を示す。Ｌ６は６群レンズを示し、６は６群レンズＬ６を保持する６群鏡筒を示す。フォーカス鏡筒５は、３群鏡筒３と６群鏡筒６に挟まれて保持されている不図示のガイドバーにより光軸方向へ進退可能に支持されている。

フォーカス鏡筒５にはラック２５が設置されている。ＡＦモータ２６は３群鏡筒３にビス締めにより固定されている。ラック２５には不図示の雌ネジが設置されている。この雄ネジが、ＡＦモータ内の回転部と一体となって回転するネジ２６ａの不図示の雄ネジと螺合する。そして、ＡＦモータ２６に電圧が印加されると、スクリュー２６ａが回転し、ラック２５がネジに沿って移動するとともに、フォーカス鏡筒５がガイドバーに沿って（すなわち光軸に沿って）進退する。

本実施例においては、ＡＦモータ２６はステッピングモータを採用しており、ステッピングモータへの電圧印加を制御することで、フォーカス鏡筒５を基準位置に対する所望の位置へ移動可能である。ここで、フォーカス鏡筒５の位置基準は、フォーカス鏡筒５に取り付けられた不図示の遮光壁によって、不図示のフォトインタラプタの遮光／透光の切り替わりを電気的に検出し、決定される。

２２は光量調節を行う絞りユニットであり、３群鏡筒３に固定される。絞りユニット２２を固定した後、２群ユニット２も３群鏡筒３に固定される。１０は保持部材であるところの案内筒を示し、１１は案内筒１０の外周に回転可能に嵌合したカム環を示す。カム環１１は不図示のカム環付勢バネにより案内筒１０に付勢される。１４は固定鏡筒を示し、案内筒１０を固定する。２３はレンズの駆動用ＩＣ、マイコン等が配置されたプリント基板を示し、固定鏡筒１４に固定されている。１５は外観リングユニットであり、１６はマウントである。マウント１６は固定鏡筒１４にビス固定される。

外観リングユニットは固定鏡筒１４とマウント１６に挟まれ固定される。１８は裏蓋であり、マウントに固定されている。１７はマニュアルフォーカスリングユニットであり、固定鏡筒１４を軸として回転可動に支持されている。マニュアルフォーカスリングユニット１７を回転させると、その回転を不図示のセンサが検出し、回転量に応じてフォーカスレンズ合焦制御を行う。２４は接点ブロックであり、プリント基板２３と不図示の配線（フレキシブルプリント基板など）によって接続されて、マウント１６にビス固定される。５００はカメラ本体であり、本実施例の交換レンズ２００はカメラ本体５００にマウント１６でバヨネット固定される。

カメラ本体５００に交換レンズ２００がマウント１６で固定されると、各レンズの動作を制御するプリント基板２３は接点ブロック２４を通してカメラ本体５００と通信可能となる。６００はカメラ本体５００に搭載された撮像素子であり、交換レンズ２００を通過した被写体からの光を受け、その光を電気信号に変換するＣＭＯＳやＣＣＤ等の光−電気変換素子である。

次に、各レンズのズーム動作について説明する。１群鏡筒１および１群筒９は、１群筒９に設置された図示しないコロにてカム環１１に係合されており、カム環１１の光軸周りの回転に伴い光軸方向に移動させることができる。１９はＮＤフィルタやフードなどの付属品を固定可能なフィルタリングであり、２０はフィルタリングに固定されたネームリングである。フィルタリング１９は１群筒９にビス固定されて、１群筒と一体となって移動する。１２は案内筒１０の物体側先端に固定された第１キーリングである。第１キーリング１２に設置された不図示の３ヵ所の突起が１群筒９内面に設置された不図示の３ヵ所の直進溝にそれぞれ係合し、１群筒９の直進移動を支持する。

３群鏡筒３は図示しないコロにてカム環１１に係合されており、固定された２群ユニット２、絞りユニット２２、４群鏡筒４、フォーカス鏡筒５およびその案内機構・駆動機構、６群鏡筒６と共にカム環１１の光軸周りの回転に伴い光軸方向に移動させることができる。１３は３群鏡筒３に固定された第２キーリングである。第２キーリング１３に設置された不図示の３ヵ所の突起が１群筒９内面に設置された不図示の３ヵ所の直進溝にそれぞれ係合し、３群鏡筒３の直進移動を支持する。不図示の付勢ピンが前述の突起部に配置され、１群筒９内面の直進溝と第２キーリング１３の突起との間のメカ的なガタを抑える機能を果たす。２５はマスクであり、２群ユニット４に固定され、不要光をカットする。

２１はマニュアルズームリングであり、固定鏡筒１４に回転自在に支持される。カム環１１は不図示のカム環コロ３９を介してマニュアルズームリング２１と連結されており、ユーザーがマニュアルズームリング２１を回転させることでカム環１１が回転する。カム環１１の外面には不図示ではあるが１群筒９に設置された不図示のコロと係合するカム溝が設置されており、また、内面には３群鏡筒３に設置された不図示のコロと係合するカム溝が設置されている。これらのカム溝は、マニュアルズームリング２１を回転させることで、各レンズが光学的に所望のレンズ間隔となる軌跡となっている。マニュアルズームリング２１の回転は不図示のセンサによって検出され、その信号をプリント基板２３のＩＣで、回転量に応じてズーム位置を判断し、ズーム位置に応じたフォーカス、防振、絞りの制御を行う。マニュアルズームリング２１には、マニュアルズームリング２１を単に回転させるだけで撮影状態から沈胴状態にならないよう、不図示のロック機構が設けられている。

次に図１〜図４を用い３群レンズＬ３と４群レンズＬ４とのと調整機構について説明する。

７ａは間隔調整ワッシャ７の保証部を示し、３箇所の保証部７ａは間隔調整ワッシャ７の厚みを保証している。間隔調整ワッシャ７は２０μｍから２００μｍまで複数の厚みがあり、光学性能を満足する適切な厚みのワッシャを選択し、３群鏡筒３の保証面３ａと４群鏡筒４の保証面４ａの間に挟み、ビス８で固定することでレンズの間隔調整を行っている。保証部７ａの中心には固定部材であるビス８が貫通する穴部７ｅが形成されている。７ｂはリング部を示し、光軸を中心とするリング形状であり、内径は光線を切らないような大きさである。７ｃは連結部を示し、リング部７ｂと共に３箇所の保証部７ａをつなぎ一体化している。一体化することで、３箇所の保証部の厚みのバラつきが少なくなるので３群鏡筒３と４群鏡筒４は傾くことなく精度良く間隔調整をする事ができる。また、調整時の取り扱いも簡単になる。７ｄは連結部７ｃに形成された切り欠き部を示す。

図４に示すようにビス締め固定時にはビス締めトルクにより４群鏡筒４は矢印Ａの方向に回転しようとする。４群鏡筒４が矢印Ａの方向に回転しようとするので、４群鏡筒４と接している間隔調整ワッシャ７には矢印Ａ方向の力が加わる。本実施例では連結部２ｃに図３のような切り欠き部７ｄを形成し、連結部７ｃの幅をリング部７ｂの幅よりも細い構成としている。また、連結部７ｃは光軸と穴部７ｅの中心を結ぶ線上からずらした位置に配置した。このような切り欠き部を形成した形状とすることで連結部７ｃの剛性が弱くなり、保証部７ａは連結部７ｃを支点に回転しやすくなるためリング部７ｂに力を伝わりにくくすることができる。よってリング部７ｂが変形するのを防ぐことができるため３群鏡筒３と４群鏡筒４が傾くことなく精度良く間隔調整をする事ができる。

図６は、本実施例の光学機器であるところの交換レンズ２００とカメラ本体５００のカメラシステムの電気的構成を示す。

５０１はマイクロコンピュータにより構成されるカメラＣＰＵである。カメラＣＰＵ５０１は、カメラ本体５００内の各部の動作を制御する。また、カメラＣＰＵ５０１は、レンズ鏡筒２００の装着時には電気接点１０２，２０２を介して、レンズ鏡筒２００内に設けられたレンズＣＰＵ２０１との通信を行う。カメラＣＰＵ１０１がレンズＣＰＵ２０１に送信する情報（信号）には、フォーカスレンズの駆動量情報、平行振れ情報およびピント振れ情報が含まれる。また、レンズＣＰＵ２０１からカメラＣＰＵ５０１に送信する情報（信号）には、撮像倍率情報が含まれる。なお、電気接点１０２，２０２には、カメラ本体５００からレンズ鏡筒２００に電源を供給するための接点が含まれている。

５０３は撮影者により操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ５０１を起動したりカメラシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始したりするためのスイッチである。５０４は撮影者により操作可能なレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ５０４からの信号は、カメラＣＰＵ１０１に入力される。カメラＣＰＵ１０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部５０５による被写体輝度の測定と、焦点検出部５０６によって焦点検出を行わせる。

カメラＣＰＵ５０１は、測光結果に基づいて絞りユニット２２の絞り値や撮像素子６００の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。また、カメラＣＰＵ５０１は、焦点検出部５０６による撮影光学系の焦点状態の検出結果である焦点情報（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るための５群レンズＬ５およびフォーカス鏡筒５の駆動量（駆動方向を含む）を決定する。上記駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、交換レンズ２００の各構成部の動作を制御する。

さらに、カメラＣＰＵ１０１は、所定の撮影モードになると、２群ユニット２のシフト駆動、つまりは防振動作の制御を開始する。第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ５０１は、レンズＣＰＵ２０１に対して絞り駆動命令を送信し、絞りユニット２２を先に演算した絞り値に設定させる。また、カメラＣＰＵ５０１は、露光部５０７に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせ、撮像素子６００を含む撮像部５０８にて、被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。

撮像部５０８（撮像素子６００）からの撮像信号は、カメラＣＰＵ５０１内の信号処理部にてデジタル変換され、さらに各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部５０９において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。

２０４はＭＦリング回転検出部であり、マニュアルフォーカスリングユニット１７とその回転検出部とを含む。

２０５はＺＯＯＭリング回転検出部であり、マニュアルズームリング２１とその回転検出を行う不図示のセンサとを含む。

２０６はＩＳ駆動部であり、防振動作を行う２群ユニット２の駆動アクチュエータとその駆動回路とを含む。

２０９はＡＦ駆動部であり、カメラＣＰＵ５０１から送信されたフォーカスレンズ駆動量情報に応じてＡＦモータ２６を通じてフォーカス鏡筒５のＡＦ駆動を行う。

２０８は電磁絞り駆動部であり、カメラＣＰＵ１０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御されて、図１に示した絞りユニット２２を指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。

２１１は交換レンズ２００に搭載され、プリント基板２３に接続された角速度センサである。角速度センサ２１１は、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。レンズＣＰＵ２０１は、角速度センサ２１１からのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的又は機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量及びヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量ともいう）を演算する。そしてレンズＣＰＵ２０１は、上述した角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいてＩＳ駆動部２０６を制御して２群ユニット２をシフト駆動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。

また、レンズＣＰＵ２０１は、ピント振れ量に基づいてＡＦ駆動部２０９を制御してフォーカス鏡筒５を光軸方向に駆動させ、ピント振れ補正を行う。

［実施例２］
以下、図７を参照して、本発明の第２の実施例としての間隔調整ワッシャについて説明する。

１０７は実施例２における間隔調整ワッシャを示し、１０７ａは保証部、１０７ｂはリング部、１０７ｃは連結部、１０７ｄは切り欠き部を示す。連結部１０７ｃの幅はリング部１０７ｂの幅に対して細い構成となっている。また連結部１０７ｃは光軸と穴部１０７ｅを結ぶ線上にあり、切り欠き部１０７ｄは前記光軸と保証部１０７ａを結ぶ線に対し線対象となるように形成した。このような切り欠き部を形成した形状としても実施例１と同様に連結部１０７ｃの剛性が弱くなり、保証部１０７ａは連結部１０７ｃを支点に回転しやすくなるためリング部１０７ｂに力を伝わりにくくすることができる。よってリング部１０７ｂが変形するのを防ぐことができるため３群鏡筒３と４群鏡筒４が傾くことなく精度良く間隔調整をする事ができる。

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及び変更が可能である。

Ｌ３ ３群レンズ
Ｌ４ ４群レンズ
３ ３群鏡筒
４ ４群鏡筒
７ 間隔調整ワッシャ
７ａ 保証部
７ｂ リング部
７ｃ 連結部
７ｄ 切り欠き部
８ ビス

Claims (4)

1. 第１のレンズと、
   第１のレンズに対して間隔調整を行う第２のレンズと、
   第１、第２のレンズを保持する第１の鏡筒と第２の鏡筒と、
   第１の鏡筒と第２の鏡筒の間に配置される間隔調整部材と、
   第２の鏡筒を固定する固定部材とを持ち、
   第１の鏡筒と第２の鏡筒はそれぞれ第１の保証面と第２の保証面を持ち、
   間隔調整部材は第１の保証面と第２の保証面と当接する保証部と、
   リング部と、
   リング部と保証部とをつなぐ連結部と、
   連結部に形成された切り欠き部を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 第１のレンズと、
   第１のレンズに対して間隔調整を行う第２のレンズと、
   第１、第２のレンズを保持する第１の鏡筒と第２の鏡筒と、
   第１の鏡筒と第２の鏡筒の間に配置される間隔調整部材と、
   第２の鏡筒を固定する固定部材とを持ち、
   第１の鏡筒と第２の鏡筒はそれぞれ第１の保証面と第２の保証面を持ち、
   間隔調整部材は第１の保証面と第２の保証面と当接する保証部と、
   リング部と、
   リング部と保証部とをつなぐ連結部と、
   連結部に形成された切り欠き部を有し、
   連結部の幅はリング部の幅より細い事を特徴とするレンズ鏡筒。
3. 前記間隔調整部材の保証部には固定部材が通る穴部があり、
   前記連結部は光軸と穴部の中心とを結ぶ線上からずれた位置にあること特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記間隔調整部材の保証部には固定部材が通る穴部があり
   前記連結部は光軸と穴部の中心とを結ぶ線上にあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡筒。