(57)【要約】【課題】大径化を抑制しながら良好な磁気シールド性能を有するレンズ装置を提供する。【解決手段】レンズ装置１０は、フォーカス群２００、フォーカス群２００を光軸方向に案内するメインガイドバー２６０、振れ補正群４００、振れ補正群４００を駆動するコイル３５０と、コイル３５０とフォーカス群２００との間に配置される第１磁気シールド部材３３０及び第２磁気シールド部材３４０、第１固定レンズ１１０を保持する固定レンズ枠１２０を備える。メインガイドバー２６０と固定レンズ枠１２０に設けた溝部１２２とでフォーカス群２００を案内し、光軸方向において溝部１２２とコイル３５０との間に第１磁気シールド部材３３０及び第２磁気シールド部材３４０を配置した構成とする。【選択図】図１
2020134651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定レンズを保持する固定レンズ枠と、
直進移動群と、
前記直進移動群を前記固定レンズの光軸方向に案内する第１の案内手段と、
振れ補正群と、
前記振れ補正群を駆動するコイルと、
前記コイルと前記直進移動群との間に配置される磁気シールド部材と、を備え、
前記固定レンズ枠は、前記直進移動群の移動を案内する第２の案内手段を有し、
前記直進移動群と前記第２の案内手段は、前記光軸方向において前記固定レンズと前記磁気シールド部材の間に配置され、
前記コイル、前記磁気シールド部材および前記第２の案内手段はそれぞれ少なくとも一部が、前記光軸方向から見て前記固定レンズと重複するように配置されていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記直進移動群を駆動するアクチュエータを備え、
前記磁気シールド部材と前記アクチュエータは光軸を挟んで径方向において対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記固定レンズ枠は、円筒形状を有し、
前記第２の案内手段は、前記光軸方向と平行に前記固定レンズ枠の内周面に形成された溝部であり、
前記直進移動群は、前記溝部と係合して前記直進移動群の光軸まわりの回転を規制すると共に前記溝部に案内される回転止め部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１の案内手段は、その軸方向が前記光軸方向と平行となるように配置された棒状部材であり、
前記直進移動群は、前記棒状部材と摺動可能に嵌合する嵌合部を有し、
前記溝部と前記棒状部材は、前記レンズ装置の光軸を挟んで対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記コイル、前記磁気シールド部材、前記第１の案内手段、前記第２の案内手段および前記直進移動群は、前記光軸方向から見て前記固定レンズの最外径より内側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記固定レンズ枠が固定されると共に、前記振れ補正群を前記光軸方向と直交する平面内で変位可能に保持する基部を備え、
前記コイルと前記磁気シールド部材は前記基部に保持されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記直進移動群は、フォーカスレンズを保持し、
前記振れ補正群は、振れ補正レンズと、磁石と、を備え、
前記光軸方向において、前記フォーカスレンズは前記固定レンズと前記振れ補正レンズとの間に配置され、前記磁気シールド部材は前記コイルと前記第２の案内手段との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ装置を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置及び光学機器に関し、特に、固定レンズと、光軸方向へ進退可能に保持されたフォーカス群と、手ぶれ補正用アクチュエータとを備えるレンズ装置及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置を構成するレンズ鏡筒内でレンズ群を光軸方向で進退させるための構成としては、カム筒と直進筒の作用により駆動する構成や、リードスクリュー等を用いてガイド軸に沿って駆動する構成等が知られている。また、各レンズ群の光軸を合わせる構成としては、カム溝とカムフォロアとを摺動可能に嵌合する方法や、ガイド軸（メインガイド、サブガイド）によりレンズ枠の光軸を位置決めして光軸まわりの回転を規制する構成等が知られている。
【０００３】
ここで、撮像装置を構成するレンズ鏡筒として、光軸方向に進退可能に保持されたレンズ群の移動距離を長く必要とするものがある。この場合、リードスクリューでレンズ枠を駆動し、ガイド軸により光軸を合わせる構成が、レンズ鏡筒の小型化に有効と考えられる。例えば、特許文献１には、駆動源の出力軸に設けたリードスクリューによりフォーカスレンズ枠を光軸方向へ駆動することで、フォーカス群の移動距離を確保する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７７３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、フォーカス群の移動距離を確保するために固定レンズの周方向外側にガイド軸を配置しているため、レンズ鏡筒が大径化してしまう。また、フォーカス群内に手ぶれ補正レンズと磁気シールド板金を配置した、サブガイドを保持するために磁気シールド板金に穴を設けると、磁気シールド効果が低減してしまう。更に、フォーカス群の移動距離を確保しようとすると、サブガイドの圧入シロを確保することができず、その結果、フォーカス群の案内が不安定となって、光学性能を低下させてしまう。
【０００６】
本発明は、大径化を抑制しながら、磁気シールド性能を低減させることなく、光学性能を向上させたレンズ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレンズ装置は、固定レンズを保持する固定レンズ枠と、直進移動群と、前記直進移動群を前記固定レンズの光軸方向に案内する第１の案内手段と、振れ補正群と、
前記振れ補正群を駆動するコイルと、前記コイルと前記直進移動群との間に配置される磁気シールド部材と、を備え、前記固定レンズ枠は、前記直進移動群の移動を案内する第２の案内手段を有し、前記直進移動群と前記第２の案内手段は、前記光軸方向において前記固定レンズと前記磁気シールド部材の間に配置され、前記コイル、前記磁気シールド部材および前記第２の案内手段はそれぞれ少なくとも一部が、前記光軸方向から見て前記固定レンズと重複するように配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大径化を抑制しながら、磁気シールド性能を低減させることなく、光学性能を向上させたレンズ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るレンズ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のレンズ装置の分解斜視図である。
【図３】図１のレンズ装置を光軸方向から見た各種部品のレイアウト図である。
【図４】図１のレンズ装置を構成する固定レンズ枠の斜視図である。
【図５】図３に示す領域Ａの拡大図である。
【図６】図１のレンズ装置を構成するフォーカスレンズ枠の正面図である。
【図７】図６に示す矢印Ｂ方向から回転止め部を見た図である。
【図８】図７に示す領域Ｃの拡大図である。
【図９】図１のレンズ装置を備えるズーム交換レンズの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施形態に係るレンズ装置１０の概略構成を示す断面図である。図２は、レンズ装置１０の分解斜視図である。図３は、レンズ装置１０を光軸方向から見た各種部品のレイアウト図である。ここでは、レンズ装置１０は、一眼レフカメラの交換レンズ（レンズ鏡筒）に適用される光学機器として構成されているが、レンズ装置１０の適用例はこれに限定されるものではない。
【００１１】
レンズ装置１０は、固定レンズ群１００、フォーカス群２００、ベース群３００、振れ補正群４００、絞りユニット５００、フォーカスアクチュエータ２５０、メインガイドバー２６０（第１の案内手段）、ボール４５０及びスラストバネ４６０を備える。
【００１２】
固定レンズ群１００は、第１固定レンズ１１０、固定レンズ枠１２０及びカバー１３０を有する。フォーカス群２００は、フォーカスレンズ２１０、フォーカスレンズ枠２２０、ラック２３０及びラック付勢バネ２４０を有し、後述するように、光軸まわりの回転が規制された状態で光軸方向（光軸Ｘと平行な方向）に沿って移動可能な直進移動群である。ベース群３００は、第２固定レンズ３１０、ベース３２０（基部）、第１磁気シールド部材３３０、第２磁気シールド部材３４０、コイル３５０及びフレキシブル配線基板３６０を有する。振れ補正群４００は、振れ補正レンズ４１０、振れ補正レンズ枠４２０、一対の振れ補正用磁石４３０、一対のヨーク４４０及び一対の位置検出用磁石４７０を有する。
【００１３】
固定レンズ群１００は、レンズ装置１０が撮像装置本体（不図示）に固定された際の結像面側に配置される。固定レンズ枠１２０は、第１固定レンズ１１０を保持する。固定レンズ枠１２０は、ねじ１４０によりベース３２０へ固定される。カバー１３０は、バヨネット結合により固定レンズ枠１２０に取り付けられる。第１固定レンズ１１０は、カバー１３０により固定レンズ枠１２０に保持される。レンズ装置１０では、第１固定レンズ１１０はカバー１３０に設けられた腕部（不図示）のバネ性を利用して固定レンズ枠１２０に保持されているが、第１固定レンズ１１０を固定レンズ枠１２０に保持する構成はこれに限定されない。
【００１４】
図４は、固定レンズ枠１２０の斜視図である。固定レンズ枠１２０は、円筒形状を有する。固定レンズ枠１２０は、フォーカス群２００の直進移動、つまり、光軸方向での進退を案内するメインガイドバー２６０の一端が圧入される保持部１２０ｂを有する。なお、メインガイドバー２６０は、本実施形態では、金属製で円柱状の棒状部材であり、軸方向が光軸Ｘと略平行となるように配置されている。
【００１５】
固定レンズ枠１２０の内周面には、フォーカスレンズ枠２２０の回転を規制すると共に、メインガイドバー２６０と対をなしてフォーカス群２００の直進移動を案内するガイドとして機能する溝部１２２（第２の案内手段）を有する。そのため、溝部１２２は、フォーカス群２００の駆動方向である光軸方向と平行に形成されている。また、溝部１２２とメインガイドバー２６０とは、光軸Ｘを挟んで径方向で対向する位置に配置されており、これにより、フォーカス群２００を光軸方向にスムーズに移動させることが可能となっている。溝部１２２には、フォーカスレンズ枠２２０に設けられた回転止め部２２２の摺動面２２２ａと摺動可能に係合する摺動部１２２ａが設けられている。
【００１６】
図５は、図３中に示す領域Ａの拡大図であり、フォーカスレンズ枠２２０に設けられた回転止め部２２２と固定レンズ枠１２０に設けられた溝部１２２の詳細な構成を示している。図６は、フォーカスレンズ枠２２０の正面図である。図７は、フォーカスレンズ枠２２０の回転止め部２２２を、図６に示す矢印Ｂ方向から見た図である。図８は、図７に示す領域Ｃの拡大図である。
【００１７】
フォーカス群２００は、固定レンズ群１００とベース群３００の間に配置された直進移動群である。フォーカスレンズ枠２２０は、フォーカスレンズ２１０を保持する。フォーカスレンズ枠２２０は、メインガイドバー２６０と摺動可能に嵌合する嵌合部２２０ａと、溝部１２２と摺動可能に係合する回転止め部２２２を有する。なお、図１は、メインガイドバー２６０と回転止め部２２２を結んだ平面での断面図である。回転止め部２２２は、幅ｔ（図７）の厚みを有する摺動部１２２ａと係合する摺動面２２２ａを有する。ラック２３０は、フォーカスレンズ枠２２０に回動可能に保持され、ラック付勢バネ２４０の作用により、フォーカスアクチュエータ２５０の出力軸上に設けられたリードスクリュー２５１へ付勢される。
【００１８】
フレキシブル配線基板３６０を介してフォーカスアクチュエータ２５０に通電を行うと、フォーカス群２００が、リードスクリュー２５１とラック２３０の送りを利用してメインガイドバー２６０と溝部１２２に案内され、光軸方向の任意の位置へ進退する。これにより、ピント調整が行われる。なお、フォーカスアクチュエータ２５０は、例えば、ステッピングモータであるが、フォーカス群２００を任意の位置へ移動させることができる限りにおいて、その種類は問われない。
【００１９】
ベース群３００において、第２固定レンズ３１０はベース３２０に保持されている。ベース３２０は、振れ補正レンズ枠４２０に保持された振れ補正用磁石４３０及びヨーク４４０と同位相となるように、１対のコイル３５０及び１対の第１磁気シールド部材３３０を保持している。第１磁気シールド部材３３０は、薄板状の金属材料（板金）を加工して作製されている。コイル３５０は、振れ補正群の駆動源を構成している。また、ベース３２０には、３つのボール４５０と当接する３カ所のボール受面部（不図示）と、３つのスラストバネ４６０のそれぞれの一端が掛止される３つのフック３２０ｂが設けられている。更に、ベース３２０には、メインガイドバー２６０の他端が圧入される保持部３２０ａが設けられている。こうして、メインガイドバー２６０は、一端が固定レンズ枠１２０保持部１２０ｂに保持され、他端がベース３２０の保持部３２０ａに保持されている。第２磁気シールド部材３４０とフォーカスアクチュエータ２５０はそれぞれ、ねじ３３１，２７０によりベース３２０に固定される。なお、第２磁気シールド部材３４０は、薄板状の金属材料（板金）を加工して作製されている。レンズ装置１０では、ベース３２０が第２固定レンズ３１０を保持しているが、光学設計上の必要がなければ、ベース３２０は必ずしもレンズを保持している必要はない。
【００２０】
振れ補正群４００において、振れ補正レンズ枠４２０は振れ補正レンズ４１０を保持する。一対の振れ補正用磁石４３０は、光軸Ｘと直交する面内で周方向に９０°離間した位置において、振れ補正レンズ枠４２０に保持されている。また、一対のヨーク４４０は、光軸方向において振れ補正用磁石４３０と対向するように、振れ補正レンズ枠４２０に保持されている。一対の位置検出用磁石４７０は、一対の振れ補正用磁石４３０に対して光軸を挟んで径方向で対向する位置において、振れ補正レンズ枠４２０に保持されている。なお、レンズ装置１０では、振れ補正用磁石４３０と位置検出用磁石４７０を別々に設けているが、振れ補正用磁石４３０で位置検出を行う構成としてすることも可能である。また、レンズ装置１０では、２つの位置検出用磁石４７０を用いているが、振れ補正群４００の位置検出が可能であれば、その数は限定されない。
【００２１】
振れ補正レンズ枠４２０は、３つのボール４５０のそれぞれに当接するように３カ所に設けられたボール受面部４２０ａと、３つのスラストバネ４６０のそれぞれの他端が掛止されるように３カ所に設けられたフック４２０ｂを有する。振れ補正レンズ枠４２０は、スラストバネ４６０の付勢力によって、ベース３２０のボール受面部と振れ補正レンズ枠４２０のボール受面部４２０ａとの間に３つのボール４５０が挟持された状態となることで、光軸Ｘに直交する面内で変位可能となっている。絞りユニット５００は、振れ補正群４００の被写体側に配置され、２本のねじ５１０によってベース３２０に保持される。
【００２２】
次に、レンズ装置１０での振れ補正方法について説明する。ベース３２０には、一対の振れ補正用磁石４３０と同位相に、一対のコイル３５０と、一対の第１磁気シールド部材３３０と、フレキシブル配線基板３６０が配置されている。フレキシブル配線基板３６０には、位置検出用磁石４７０と同位相に、一対の磁気検出素子（例えば、ホール素子（不図示））が実装されている。
【００２３】
コイル３５０への通電で発生する磁気と振れ補正用磁石４３０の磁気との相互作用によって発生するローレンツ力により、振れ補正群４００はベース群３００に対して光軸Ｘと直交する平面内で変位する。レンズ装置１０の制御部（不図示）は、磁気検出素子による位置検出用磁石４７０の磁力検出結果に基づいて、ベース群３００に対する振れ補正群４００の位置（変位量）を求める。そして制御部は、ジャイロセンサ（不図示）の像ぶれ情報に基づき、コイル３５０に印加する電圧を制御して、光軸Ｘと直交する平面内で振れ補正群４００を像ぶれ補正方向へ変位させる。これにより、レンズ装置１０に手ぶれ等の振動が生じても、レンズ装置１０が装着された撮像装置本体（不図示）に設けられた撮像素子に結像する被写体像の像ぶれを補正することができる。
【００２４】
像ぶれ補正時にコイル３５０への通電により発生する磁気は、撮像素子（不図示）へ悪影響を与える。そのため、コイル３５０に発生する磁気の撮像素子への影響を低減させるために、コイル３５０と同位相で結像面側へ第１磁気シールド部材３３０が配置されている。そして、撮像素子への磁気シールド効果を高めるため、第１磁気シールド部材３３０の結像面側に更に第２磁気シールド部材３４０が配置されている。なお、レンズ装置１０では第２磁気シールド部材３４０が一対の第１磁気シールド部材３３０を覆うように１体化された構成となっているが、２部材で配置された構成であってもよい。
【００２５】
次に、フォーカス群２００、メインガイドバー２６０、コイル３５０、第１磁気シールド部材３３０、第２磁気シールド部材３４０、ボール４５０、スラストバネ４６０の周方向での配置について説明する。
【００２６】
光軸方向から見て、レンズ装置１０では、フォーカス群２００の駆動に必要な部品群はフォーカスレンズ２１０の上側へ配置され、振れ補正群４００の駆動に必要な部品群はフォーカスレンズ２１０の下側へ配置されている。フォーカス群２００の駆動に必要な部品群とは、メインガイドバー２６０、フォーカスアクチュエータ２５０、ラック２３０及びラック付勢バネ２４０を指す。また、振れ補正群４００の駆動に必要な部品群とは、コイル３５０、第１磁気シールド部材３３０、及び第２磁気シールド部材３４０を指す。なお、フォーカス群２００の駆動に必要な部品群と振れ補正群４００の駆動に必要な部品群とは、光軸方向から見たときにフォーカスレンズ２１０を挟んで対向するように配置されていればその位相に限定はなく、例えば、左右配置であってもよい。
【００２７】
３つのボール４５０と３つのスラストバネ４６０は互いに近い位置に配置され、光軸Ｘを中心として周方向で略均等に配置されている。３つのボール４５０は、３つのスラストバネ４６０に対して、光軸Ｘ寄り（中心寄り）に配置されている。コイル３５０、第１磁気シールド部材３３０、第２磁気シールド部材３４０、溝部１２２、フォーカス群２００、メインガイドバー２６０の少なくとも一部は、第１固定レンズ１１０と重複し、且つ、最外径１１０ａ（図３参照）より内側に配置されている。
【００２８】
前述したように、固定レンズ枠１２０には、フォーカスレンズ枠２２０の回転を規制するために、フォーカスレンズ枠２２０の回転止め部２２２が係合する溝部１２２が設けられている。そして、溝部１２２と回転止め部２２２は、光軸方向においてコイル３５０、第２磁気シールド部材３４０と周方向の位相が重なる位置に配置してある。また、回転止め部２２２の配置に注目すると、回転止め部２２２はコイル３５０と同位相に光軸方向で重なるように配置されている。よって、光軸方向では、結像面側からカバー１３０、第１固定レンズ１１０、回転止め部２２２、第２磁気シールド部材３４０、ベース３２０、第１磁気シールド部材３３０、コイル３５０の順に並んでいる。
【００２９】
以上の構成により、レンズ装置１０では、メインガイドバー２６０及びその他の構成部品を第１固定レンズ１１０の外周側へ配置しなくてもよいため、レンズ装置１０の小径化が可能となっている。また、レンズ装置１０では、先述の特許文献１（特開２０１８−７７３８１号公報）に記載されているレンズ鏡筒が必須とするサブガイドを必要としない。そのため、サブガイドを保持するための穴部を第２磁気シールド部材３４０に設ける必要がなく、よって、第２磁気シールド部材３４０による磁気シールド効果が低減することもない。更に、サブガイドの圧入シロを確保しなくてもよいため、フォーカス群２００の移動距離を最大限に確保することができることで、高い光学性能を得ることができる。
【００３０】
次に、レンズ装置１０の具体的な光学機器への適用例として、レンズ装置１０を一眼レフカメラのレンズ鏡筒（交換レンズ）に適用した構成について説明する。図９は、レンズ装置１０を備える交換レンズ１０Ａの概略構成を示す断面図である。交換レンズ１０Ａは、直進筒６００とカム筒７００の作用により、ベース群３００を光軸方向へ移動させることにより、フォーカス群２００と固定レンズ群１００を併せて光軸方向へ移動させることが可能な構造となっている。また、フォーカスアクチュエータ２５０を駆動することで、フォーカスアクチュエータ２５０の出力軸上に設けられたリードスクリュー２５１とラック２３０の送りを利用して、フォーカス群２００を光軸方向の任意の位置へ進退させることができる。これらの動作により、交換レンズ１０Ａは、任意の焦点距離で良好な光学性能を得ることが可能となっている。
【００３１】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、レンズ装置１０は、撮像装置の交換レンズ１０Ａに限って適用可能なものではなく、望遠鏡、顕微鏡等の他の光学機器にも適用が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    レンズ装置
１０Ａ    交換レンズ
１１０    第１固定レンズ
１２０    固定レンズ枠
１２２    溝部
１２２ａ    摺動部
２００    フォーカス群
２１０    フォーカスレンズ
２２２    回転止め部
２５０    フォーカスアクチュエータ
２６０    メインガイドバー
３００    ベース群
３２０    ベース
３３０    第１磁気シールド部材
３４０    第２磁気シールド部材
３５０    コイル
４００    振れ補正群
４１０    振れ補正レンズ
【図１】
2020134651.tif 000003
【図２】
2020134651.tif 000004
【図３】
2020134651.tif 000005
【図４】
2020134651.tif 000006
【図５】
2020134651.tif 000007
【図６】
2020134651.tif 000008
【図７】
2020134651.tif 000009
【図８】
2020134651.tif 000010
【図９】
2020134651.tif 000011