(57)【要約】【課題】  レンズ筒の傾きを小さく抑えることができ、光学素子を精度良く保持することが可能なレンズ保持装置および光学機器を提供すること。【解決手段】  径方向外周側あるいは内周側から順に、光軸方向の案内溝を有する案内筒、カム溝を有し、前記案内筒に対して回転可能なカム筒、前記案内溝と係合する案内溝係合部および前記カム溝に係合するカム溝係合部とを有したカムフォロアを一体的に保持し、前記案内筒に対して光軸方向に移動可能な直進筒とを備え、前記カムフォオアには前記カム筒に対して径方向に圧接される圧接部が設けられているとともに、前記直進筒には少なくとも前記カムフォロアを一体的に固定した状態において、前記カム筒に対して前記圧接部とは反対方向から径方向に当接する当接部が設けられている。【選択図】  図３
2010145497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向外周側あるいは内周側から順に、
光軸方向の案内溝を有する案内筒、
カム溝を有し、
前記案内筒に対して回転可能なカム筒、
前記案内溝と係合する案内溝係合部および前記カム溝に係合するカム溝係合部とを有したカムフォロアを一体的に保持し、
前記案内筒に対して光軸方向に移動可能な直進筒とを備え、
前記カムフォオアには前記カム筒に対して径方向に圧接される圧接部が設けられているとともに、
前記直進筒には少なくとも前記カムフォロアを一体的に固定した状態において、
前記カム筒に対して前記圧接部とは反対方向から径方向に当接する当接部が設けられていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項２】
前記カムフォロアは、
前記カム溝係合部を挟んで前記当接部と光軸方向反対側に前記案内溝内で延在する延在部を有し、
該延在部に前記圧接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ保持装置。
【請求項３】
前記直進筒および前記圧接部が、
前記カム筒と比較して弾性の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のレンズ保持装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のレンズ保持装置を備えた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、デジタル一眼レフ用交換レンズ等におけるレンズ移動装置に用いられ、光学素子を精度良く保持することが可能なレンズ保持装置および光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レンズ等の光学素子を光軸方向へ移動させるための手段として、カム機構が知られている。
【０００３】
一般的なカム機構は、レンズ筒に設けられたカムフォロアと、そのレンズ筒と相対的に回転するカム筒に設けられるカムと、レンズ筒の回転止めを行う直進ガイド部材とから構成される。
【０００４】
カムおよびカムフォロアは、それぞれ光軸回りの３分割位置に設けられており、各カムフォロアはそれぞれ対応する位置のカムに係合している。
【０００５】
レンズ筒は、カム筒の回転によりカムの光軸方向に沿った変位分だけ光軸方向に直進的に移動する。
【０００６】
このようなカム機構では、形成精度に起因するカムとカムフォロアとの係合ガタが存在すると、カムを構成する対向壁面のうちの一方だけがカムフォロアに当接する片当たり状態となり、レンズ筒が光軸に対して傾いてしまうという問題点があった。
【０００７】
このような不都合を解消するために、特開２００１−１０００８３号公報記載のレンズ移動装置では、第１レンズ筒に係合して第１レンズ筒を径方向に押圧する押圧部材を第２レンズ筒に設けている。
【０００８】
これにより、第２レンズの光軸に対して第１レンズの光軸が傾くことなく、第２レンズ筒が第１レンズ筒を支持することを可能としている。
【０００９】
また、第１レンズ筒を押圧する第２レンズ筒の押圧突起の面を球状に形成することで、第１および第２レンズ筒を光軸方向に相対的にスムーズに移動させることを可能としている。
【特許文献１】特開２００１−１０００８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記公報にて提案のレンズ保持装置では、第２レンズ筒の押圧部材が光軸方向の一点で第１レンズ筒に当たっており、押圧位置を支点とするレンズ筒の傾き変化によって発生する押圧部材の変形量の変化が小さい。
【００１１】
このため、レンズ筒の傾きを増大させようとする力に対して、押圧部材の変形量が増大（付勢力が増大）することによる抵抗力が小さかった。
【００１２】
また、押圧部材が内径側に配置されている場合には、押圧部の変形が復元しようとする力が、押圧位置を支点とするレンズ筒の傾きを発生させる力としても作用していた。
【００１３】
したがって、保持しているレンズの質量が大きい場合や、押圧位置とレンズの重心が離れている場合など、レンズ筒の傾きを発生させる力が大きい場合には、レンズ筒の傾きを防止しきれず、撮影姿勢の変化によって性能が変化するといった問題点が生じていた。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、レンズ筒の傾きを確実に防止することができ、光学素子を精度良く保持することが可能なレンズ保持装置および光学機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る第１の発明では、径方向外周側あるいは内周側から順に、光軸方向の案内溝を有する案内筒、カム溝を有し、前記案内筒に対して回転可能なカム筒、前記案内溝と係合する案内溝係合部および前記カム溝に係合するカム溝係合部とを有したカムフォロアを一体的に保持し、前記案内筒に対して光軸方向に移動可能な直進筒とを備え、前記カムフォオアには前記カム筒に対して径方向に圧接される圧接部が設けられているとともに、前記直進筒には少なくとも前記カムフォロアを一体的に固定した状態において、前記カム筒に対して前記圧接部とは反対方向から径方向に当接する当接部が設けられている。
【００１６】
また、本発明に係る第２の発明では、前記カムフォオアは、前記カム溝係合部を挟んで前記当接部と光軸方向反対側に前記案内溝内で延在する延在部を有し、該延在部に前記圧接部が設けられている。
【００１７】
また、本発明に係る第３の発明では、前記直進筒および前記圧接部が、前記カム筒と比較して弾性の高い材料で形成されている。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明に係る第１の発明によれば、前記直進筒と前記カムフォロアによって、前記カム筒の内外周を挟み込むことで、前記カム筒に対する前記直進筒の傾きを小さく抑えることができ、光学素子を精度良く保持することができる。
【００１９】
また、本発明に係る第２の発明によれば、前記カム筒の内外周を挟み込む２点の光軸方向の長さを確保することで、前記カム筒に対する前記直進筒の傾きをより小さく抑えることができ、光学素子を精度良く保持することができる。
【００２０】
また、本発明に係る第３の発明によれば、前記直進筒および前記圧接部を、前記カム筒と比較して弾性の高い材料で形成することで、内外周を挟み込むことによる前記カム筒の変形を抑え、光学素子を精度良く保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１には、本発明の実施形態である一眼レフカメラ用の交換レンズ（光学機器）の内部構造を示している。
【００２３】
この交換レンズは、第１〜第６群レンズＬ１〜Ｌ６を有する６群構成のレンズであり、ズーム動作によって全てのレンズＬ１〜Ｌ６が光軸方向に移動し、フォーカス動作によって第２群レンズＬ２が光軸方向に移動する。
【００２４】
このとき、第３群レンズＬ３と第６群レンズＬ６とが一体的に移動し、第５群レンズＬ５は光軸方向への移動とは別に、振れ補正動作を行うために光軸直交方向にも移動する。
【００２５】
１０１はマウントで、カメラ本体に取り付けるためのバヨネット部を有しており、固定筒１０２にビス止め固定されている。
【００２６】
１０３は外装環で、マウント１０１と固定筒１０２との間に挟み込まれて固定されている。
【００２７】
外装環１０３には、目盛窓１０４、名称プレート１０５、ＳＷパネル１０６が取り付けられている。ＳＷパネル１０６に設けられたスイッチを切り換えることによって、オートフォーカスや振れ補正などの機能を選択して使用することができる。
【００２８】
１０７は案内筒で、固定筒１０２がビス止めされることでカメラ本体に対して固定部を構成している。
【００２９】
案内筒１０７の外周には、バヨネット結合によって光軸回りの回転のみ可能となっているカム筒１０８が嵌合しており、カム筒１０８を回転させると、案内筒１０７に設けられた光軸方向の案内溝とカム筒１０８に設けられたカム溝の交点が移動する。
【００３０】
これにより、第３群レンズＬ３を保持する３群保持枠１０９、第４群レンズＬ４を保持する４群保持枠１１０、振れ補正ユニット１１１および直進筒１１２を、それぞれにビス止めされたカムフォロア１１３〜１１６を介して光軸方向へ移動させることができる。
【００３１】
３群保持枠１０９には、絞り駆動部と絞り羽根部とから構成される電磁絞りユニット１１７がビス止めされている。
【００３２】
また３群保持枠１０９の延出部１０９ａの後端には、第６群レンズＬ６を保持する６群保持枠１１８が、補強板１１９とともにばね座金付きビスにてビス止めされている。
【００３３】
４群保持枠１１０の前端にはフック部が設けられており、このフック部には、開放口径の決定および有害光のカットを目的とする移動絞り１２１が前方より弾性結合されている。
【００３４】
振れ補正ユニット１１１は、第５群レンズＬ５を光軸直交方向に駆動可能に保持しており、マグネットおよびコイルとから構成される駆動部によって第５群レンズＬ５を駆動する。
【００３５】
直進筒１１２には、フィルター枠１２２がビス止めされており、フィルター枠１２２の先端外周にはバヨネット部が、内周にはネジ部がそれぞれ設けられ、それぞれフード、フィルター等のアクセサリーが装着可能となっている。
【００３６】
また、フィルター枠１２２には、第１群レンズＬ１を保持する１群保持枠１２３がビス止めされている。
【００３７】
フィルター枠１２２と１群保持枠１２３の当接部はそれぞれ周方向に延びる斜面形状に形成されており、１群保持枠１２３を回転させてフィルター枠１２２に取り付けることで、フィルター枠１２２に対する１群保持枠１２３の光軸方向位置を選択することができる。
【００３８】
これにより、製造誤差による広角側と望遠側の焦点位置のずれを補正することができる。
【００３９】
１２４は化粧環で、前面にレンズ名称等の表示が印刷されている。
【００４０】
１２５はフォーカスユニットで、案内筒１０７にビス止めされている。
【００４１】
フォーカスユニット１２５は、主として振動型モータと差動機構とで構成されており、振動型モータのロータ回転量とマニュアルリング１２６の回転量に応じたフォーカスキー１２７の回転量を出力する。
【００４２】
フォーカスユニット１２５の前側には、水平および垂直方向の振れの角速度を検出する一対の振動ジャイロ１２８が半田付けされたジャイロ基板１２９が、ゴムダンパーを介してビス止めされている。
【００４３】
また、フォーカスユニット１２５から円弧状に延出した突出部の外周には、グレイコードパターンが形成されたエンコーダフレキシブル基板１３０が貼り付けられている。
【００４４】
さらに、フォーカスユニット１２５の前側における振動ジャイロ１２８およびエンコーダフレキシブル基板１３０が設けられていない位相に設けられた突出部に、コロ１３１がビス止めされている。
【００４５】
１３２はズーム操作環で、周方向に設けられている溝にコロ１３１が係合することで、光軸方向の移動が阻止された状態で光軸回りの回転のみが可能となっている。
【００４６】
ズーム操作環１３２の内周には、カム筒１０８にビス止めされたズームキー１３３が係合する凹部が形成されており、ズームキー１３３を介してズーム操作環１３２と一体的にカム筒１０８を回転させることができる。
【００４７】
１３４は中間筒で、その外周には、ズーム操作環１３２の内周に設けられた光軸方向に延びる溝に係合する突起部が、内周には、フィルター枠１２２の外周に設けられた突起部が係合するリード溝が形成されている。
【００４８】
このため、中間筒１３４はズーム操作環１３２と一体的に回転し、ズーム操作環１３２の回転方向の位置とフィルター枠１２２の光軸方向の位置に応じて光軸方向に進退する。
【００４９】
１３５はズーム操作環１３２の外周に巻き付けられたズームゴムで、１３６はズーム操作環１３２の前端部に弾性結合しているネームリングである。
【００５０】
１３７はズーム操作環１３２にビス止めされたズームブラシで、エンコーダフレキシブル基板１３０のグレイコードパターン上を摺動して、ズーム操作環１３２とエンコーダフレキシブル基板１３０の位置関係を検出するために用いられる。
【００５１】
１３８はインナーカム筒で、カムフォロア１３９がコイルばねを介してビス止めされている。
【００５２】
このカムフォロア１３９は、案内筒１０７に設けられたカム溝およびカム筒１０８に設けられた光軸方向溝に係合する。
【００５３】
このため、インナーカム筒１３８はカム筒１０８と一体的に回転しながら光軸方向に進退する。
【００５４】
１４０は第２群レンズＬ２を保持する２群保持枠で、外周に設けられた突起部がインナーカム筒１３８の内周に設けられたカム溝に係合している。
【００５５】
また、２群保持枠１４０から延出したキー部は、フォーカスキー１２７と一体的に回転するよう係合している。
【００５６】
このため、２群保持枠１４０は、カム筒１０８が回転する（フォーカスキー１２７は停止）と、インナーカム筒１３８の光軸方向進退量とインナーカム筒１３８のカム溝の回転に伴う係合点の光軸方向変化量の合計量だけ光軸方向に進退する。
【００５７】
また、フォーカスキー１２７が回転する（カム筒１０８は停止）と、回転しながらインナーカム筒１３８のカム溝との係合点の光軸方向変化量に応じて進退する。
【００５８】
本実施形態の交換レンズでは、これらの機構により、インナーフォーカスにおける焦点距離変化に伴なう焦点位置ずれをメカ的に補正して第２群レンズＬ２を光軸方向に進退させることができる。
【００５９】
１４１は目盛シートで、フォーカスユニット１２５の出力であるフォーカスキー１２７と一体的に回転し、目盛窓１０４と合わせて焦点位置の表示を行う。
【００６０】
１４２はメイン基板で、フォーカスユニット１２５、電磁絞りユニット１１７、振れ補正ユニット１１１、ジャイロ基板１２９およびエンコーダフレキシブル基板１３０と可撓性フレキシブル基板を介して電気的に接続され、各種制御を行う。
【００６１】
１４３はマウント１０１にビス止めされ、メイン基板１４２とフレキシブル基板を介して接続された接点ブロックであり、カメラ本体との通信および電源の供給を行うために設けられている。
【００６２】
１４４は裏蓋で、マウント１０１に弾性結合して有害光をカットしている。
【００６３】
１４６は、それぞれが偏芯した中心軸を有する回転軸部およびコロ部とを有する偏芯コロである。
【００６４】
この偏芯コロ１４６の軸部は６群保持枠１１８のコロ受け部に設けられたコロ軸穴部に圧入されて外れることなく回転可能に保持されているとともに、コロ部は３群保持枠１０９の延出部１０９ａに設けられた光軸方向の長穴部に係合している。
【００６５】
上記構成で、６群保持枠１１８のコロ軸穴を中心として偏芯コロ１４６を回転させると、６群保持枠１１８がばね座金の付勢力で３群保持枠１０９に対して押圧されているため、偏芯コロ１４６のコロ部が３群保持枠１０９の長穴部の中を光軸方向に移動する。
【００６６】
同時に、軸部がコロ部を中心に偏芯回転するため、６群保持枠１１８が３群保持枠１０９との当接面に沿って光軸直交方向に移動する。
【００６７】
そして、３箇所の偏芯コロ１４６の回転位置の組み合わせによって、６群保持枠１１８を光軸直交面内で所望の方向に移動させることができ、第３群レンズＬ３に対する第６群レンズＬ３の光軸ずれを修正することができる。
【００６８】
以上のように構成された交換レンズでは、ズーム操作環１３２を回転させると、ズームキー１３３を介してカム筒１０８が回転し、上記機構に従い全てのレンズＬ１〜Ｌ６が光軸方向に進退してズーミングが行われる。
【００６９】
なお、この際、第３群レンズＬ３と第６群レンズＬ６とは一体的に進退する。
【００７０】
一方、オートフォーカス時には振動型モータの駆動により、マニュアルフォーカス時にはマニュアルリング１２６を回転させることにより、それぞれフォーカスキー１２７を回転させる。
【００７１】
これにより、上記機構に従い、第２群レンズＬ２が進退し、フォーカシングを行うことができる。
【００７２】
また、振れ補正動作時には、振動ジャイロ１２８の出力およびエンコーダフレキシブル基板１３０の出力に応じて振れ補正ユニット１１１を制御し、第５群レンズＬ５を光軸直交面内で、発生している振れによるフィルム面での像の移動を打ち消す方向に駆動する。
【００７３】
次に、第１群レンズＬ１を保持する構造について、図２乃至図４を用いて詳しく説明する。
【００７４】
１０７は案内筒、１０８はカム筒、１１２は直進筒、１１６はカムフォロアであることは図１で説明したとおりである。
【００７５】
案内筒１０７には、光軸方向の案内溝１０７ａが設けられている。
【００７６】
案内筒１０７の外周に位置するカム筒１０８は、金属材料で形成され、案内筒１０７に対して光軸回りの回転のみ可能に嵌合しており、案内筒１０７の案内溝１０７ａに対応した位置にカム溝１０８ａが設けられている。
【００７７】
カム筒１０８の外周に位置する直進筒１１２は、樹脂材料で形成され、光軸方向一端側に図１で説明したカムフォロア１１６の止めビス位置を規制する穴１１２ｃが設けられている。
【００７８】
直進筒１１２は、他端側にフィルター枠１２２、１群保持枠１２３を介して第１群レンズＬ１を保持している。
【００７９】
直進筒１１２におけるビス穴１１２ｃ近傍の内径には、ビス穴１１２ｃを挟んでフィルター枠１２２から遠い側に突起１１２ｂ、フィルター枠１２２に近い側に突起１１２ａが、それぞれ光軸回りの３分割位置に設けられている。
【００８０】
カムフォロア１１６は、案内筒１０７の案内溝１０７ａおよびカム筒１０８のカム溝１０８ａとそれぞれ係合する案内溝係合部１１６ａ（金属材料）およびカム溝係合部１１６ｂ（樹脂材料）から成り、アウトサート成形で一体的に形成されている。
【００８１】
カムフォロア１１６は、案内溝係合部１１６ａが案内筒１０７の案内溝１０７ａ内で、フィルター枠１２２から遠い側に向かって光軸方向に延在する延在部１１６ｄを有している。
【００８２】
延在部１１６ｄには、カム溝係合部１１６ｂと同一部材の一部であり、カム筒１０８の内周に圧接される圧接部１１６ｃが設けられている。
【００８３】
カムフォロア１１６は、直進筒１１２の穴１１２ｃに止めビス１４５を貫通させ締め込むことにより、直進筒１１２に一体的に固定される。
【００８４】
ここで、直進筒１１２の突起１１２ａは、カム筒１０８と径圧入に設定されているか、カム筒１０８の内周に圧接されたカムフォロア１１６をビス止めすることによる変形によって、カム筒１０８の外周と当接するようになっている。
【００８５】
なお、案内溝１０７ａ、カム溝１０８ａ、ビス穴１１２ｃは、それぞれ光軸回りの３分割位置に設けられており、３個のカムフォロア１１６がそれぞれ対応する位置の案内溝１０７ａおよびカム溝１０８ａに係合している。
【００８６】
これにより、カム筒１０８を回転させ、案内筒１０７に設けられた光軸方向の案内溝１０７ａとカム筒１０８に設けられたカム溝１０８ａの交点を移動させることで、直進筒１１２をカムフォロア１１６を介して光軸方向へ移動させることができる。
【００８７】
上記の実施形態では、直進筒１１２の突起１１２ａとカムフォロア１１６の圧接部１１６ｃによって、カム筒１０８の内外周を挟み込むことで、直進筒１１２の変形を規制している。
【００８８】
これにより、直進筒１１２の傾き変化によって発生する直進筒１１２の変形量の増大に対する抵抗力を大きくすることができる。
【００８９】
かつ、直進筒１１２がカム筒１０８の外周側と内周側のいずれに配置されている場合であっても、直進筒１１２の傾き変化によって発生する直進筒１１２の変形量の増大に対する抵抗力を大きくすることができる。
【００９０】
また、直進筒１１２の突起１１２ａとカムフォロア１１６の圧接部１１６ｃを、カム溝係合部１１６ｂを挟んで光軸方向の反対側に設けることで、カム筒１０８の内外周を挟み込む２点の光軸方向の長さを確保することができる。
【００９１】
これにより、直進筒１１２の傾き変化によって発生する直進筒１１２の変形量の変化を相対的に大きくすることができ、直進筒１１２の傾き変化によって発生する直進筒１１２の変形量の増大に対する抵抗力をより大きくすることができる。
【００９２】
したがって、カム筒１０８に対する直進筒１１２の傾きを小さく抑えること可能であり、光学素子を精度良く保持することができる。
【００９３】
また、直進筒１１２および圧接部１１６ｃを、カム筒１０８（金属材料で形成）と比較して弾性の高い樹脂材料で形成することで、内外周を挟み込むことによるカム筒１０８の変形を抑え、他のレンズ（第２〜第６群レンズＬ２〜Ｌ６）をも精度良く保持できる。
【００９４】
以上、図示実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明の具体的構成は、上記実施形態で説明したものに限られるものではない。
【００９５】
例えば、上記実施形態では、直進筒１１２およびカムフォロア１１６の圧接部１１６ｃを、カム筒１０８よりも弾性の高いプラスチック材料で形成することにより、内外周を挟み込んだ際のカム筒１０８の変形を抑えた例を説明した。
【００９６】
しかし、直進筒１１２あるいはカムフォロア１１６の延在部１１６ｃに薄肉や細幅の形状等を形成して弾性を持たせることで、同一材料であっても同様の効果を得ることが可能である。
【００９７】
また、直進筒１１２の突起１１２ａを直進筒１１２と実質的に一体固定された別部材とし、直進筒１１２と比較して摺動性の高い材料で形成することで、直進筒１１２のカム筒１０８に対する移動を阻害せずに、直進筒１１２の傾きを防止することが可能である。
【００９８】
また、カムフォロア１１６の圧接部１１６ｃは、アウトサート成形でカム溝係合部１１６ｂと同一部材として一体的に形成されているが、実質的に一体固定された別部材としても良い。
【００９９】
さらに、上記実施形態では、一眼レフフィルムカメラに用いられる交換レンズについて説明したが、本発明は、レンズシャッタカメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の各種光学機器のレンズ鏡筒部分に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態である一眼レフカメラ用交換レンズの断面図である。
【図２】上記交換レンズに備えられたレンズ保持構造を示す分解斜視図である。
【図３】上記交換レンズに備えられたレンズ保持構造要部を示す分解断面図である。
【図４】上記交換レンズに備えられたカムフォロアを示斜視図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０７  案内筒
１０８  カム筒
１０９  ３群保持枠
１１０  ４群保持枠
１１１  振れ補正ユニット
１１２  直進筒
１１３〜１１６  カムフォロア
１１７  電磁絞りユニット
１１８  ６群保持枠
１２２  フィルター枠
１２３  １群保持枠
１２５  フォーカスユニット
１３８  インナーカム筒
１４０  ２群保持枠
【図１】
2010145497.tif 000003
【図２】
2010145497.tif 000004
【図３】
2010145497.tif 000005
【図４】
2010145497.tif 000006