(57)【要約】【課題】光学系の光軸上に位置する撮影位置と、該撮影位置を外れた退避位置とに移動可能な退避光学要素を有する光学要素支持機構において、簡単な構造で、撮影状態での退避光学要素の高精度な位置制御、特に光軸に対する高精度な倒れ防止を可能とした光学要素支持機構を提供する。【解決手段】支持環と、この支持環内に光軸と平行な支持軸を中心として揺動可能に支持され、退避光学要素を保持する揺動枠と、この揺動枠を撮影位置で回動規制する位置決め手段とを備え、支持軸に対して揺動枠を、光軸に対する傾動を許容して支持する一方、位置決め手段を、支持環と揺動枠に設けた光軸方向位置の異なる複数の当接箇所を有する当接部から構成し、該当接部の当接によって、光軸直交面内での揺動枠の位置を定めるとともに、光軸に対する揺動枠の倒れ規制を行うことを特徴とした光学要素支持機構。【選択図】図１
2010197857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の光軸上に位置する撮影位置と、該撮影位置を外れた退避位置とに移動可能な退避光学要素を有する光学要素支持機構において、
支持環；
上記支持環内に光軸と平行な支持軸を中心として揺動可能に支持され、上記退避光学要素を保持する揺動枠；
上記揺動枠を上記撮影位置で回動規制する位置決め手段；及び
上記揺動枠を、上記位置決め手段による回動規制方向へ付勢する付勢手段；
を備え、
上記支持軸に対して上記揺動枠を、光軸に対する傾動を許容して支持し、
上記位置決め手段を、上記支持環と上記揺動枠に設けた光軸方向位置の異なる複数の当接箇所を有する当接部から構成し、該当接部の当接によって、光軸直交面内での揺動枠の位置を定めるとともに、光軸に対する揺動枠の倒れ規制を行うことを特徴とする光学要素支持機構。
【請求項２】
請求項１記載の光学要素支持機構において、上記揺動枠は、上記支持軸により支持される軸支持部と、該軸支持部から偏心して位置し上記退避光学要素を保持する光学要素保持部を有し、
上記位置決め手段は、
上記支持環に設けた固定側突起と；
上記揺動枠の光学要素保持部に光軸方向位置を異ならせて設けられ、上記固定側突起に当接可能な複数の揺動側突起と；
からなっていることを特徴とする光学要素支持機構。
【請求項３】
請求項２記載の光学要素支持機構において、上記軸支持部は、上記支持軸に対して相対回転可能に支持された小径内径部と、該小径内径部より大径で上記支持軸に対して遊嵌される大径内径部とを有する軸挿通穴を備えていることを特徴とする光学要素支持機構。
【請求項４】
請求項２または３記載の光学要素支持機構において、上記揺動枠は撮影位置方向に向けて回動付勢されており、上記固定側突起は、上記複数の揺動側突起が当接したときの該回動付勢力の作用方向に長手方向側面を向けた略直方体形状をなしていることを特徴とする光学要素支持機構。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の光学要素支持機構において、上記固定側突起と揺動側突起の当接部は、一方が凸形状部であり、他方が凹形状部であることを特徴とする光学要素支持機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学要素の支持機構に関し、特に、光軸上の撮影位置と、該撮影位置から径方向に離脱した退避位置とに移動可能な退避光学要素の支持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人が特許文献１において提案した光学要素支持機構は、支持環内に、撮影光学系の光軸から偏心して配した支持軸によって回動（揺動）可能に支持された揺動枠を備え、この揺動枠によりレンズ群などの退避光学要素を支持している。レンズ鏡筒が撮影状態にあるとき、揺動枠は退避光学要素を光軸上の撮影位置に位置させている。レンズ鏡筒が撮影状態から収納状態になるとき、揺動枠は、支持環と共に光軸方向後方に移動されながら、退避光学系を撮影位置から離脱させるように回動される。すると、退避光学要素と光軸上に残る他の光学要素との少なくとも一部が光軸を中心とする径方向に重なり、レンズ鏡筒の収納長を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４-２３３９２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような光学要素支持機構では、撮影状態において光軸に対する退避光学要素の倒れや偏心を防ぐ必要がある。倒れや偏心の防止は、揺動枠の支持軸側で精度管理することが考えられるが、支持軸の支持構造によってはその固定時に位置ずれが生じるおそれがあることが判明した。具体的には、揺動枠を収納する支持環に支持軸を支持する軸穴を形成し、該軸穴への挿入状態で支持軸を抜け止め固定する軸止め部材を取り付ける。この軸止め部材を、支持環に対してネジで固定させる構造にした場合、ネジによる固定時に強い回転トルクを与えると、軸止め部材の位置が変位し、結果として支持軸の位置がずれるおそれがある。
【０００５】
本発明は、簡単な構造でありながら、撮影状態での退避光学要素の高精度な位置制御、特に光軸に対する高精度な倒れ規制を可能とした光学要素支持機構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】
【０００６】
本発明は、光学系の光軸上に位置する撮影位置と、該撮影位置を外れた退避位置とに移動可能な退避光学要素を有する光学要素支持機構において、支持環と、この支持環内に光軸と平行な支持軸を中心として揺動可能に支持され、退避光学要素を保持する揺動枠と、この揺動枠を撮影位置で回動規制する位置決め手段と、この位置決め手段による回動規制方向へ揺動枠を付勢する付勢手段とを備え、支持軸に対して揺動枠を、光軸に対する傾動を許容して支持する一方、位置決め手段を、支持環と揺動枠に設けた光軸方向位置の異なる複数の当接箇所を有する当接部から構成し、該当接部の当接によって、光軸直交面内での揺動枠の位置を定めるとともに、光軸に対する揺動枠の倒れ規制を行うことを特徴としている。
【０００７】
揺動枠が、支持軸により支持される軸支持部と、該軸支持部から偏心して位置し退避光学要素を保持する光学要素保持部を有するタイプでは、位置決め手段は、支持環に設けた固定側突起と、揺動枠の光学要素保持部に光軸方向位置を異ならせて設けられ、固定側突起に当接可能な複数の揺動側突起とで構成することができる。
【０００８】
支持軸に対して揺動枠を、光軸に対する傾動を許容して支持させるための具体的構成として、揺動枠の軸支持部に、支持軸に対して相対回転可能に支持される小径内径部と、該小径内径部より大径で支持軸に対して遊嵌される大径内径部とを有する軸挿通穴を形成するとよい。
【０００９】
揺動枠は撮影位置方向に向けて回動付勢されており、固定側突起は、複数の揺動側突起が当接したときの該回動付勢力の作用方向に長手方向側面を向けた略直方体形状をなしていると、強度的に有利である。
【００１０】
固定側突起と揺動側突起の当接部は、一方が凸形状部であり、他方が凹形状部であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光軸直交平面内での揺動枠の撮影位置を定める位置決め手段によって、該揺動枠の光軸に対する倒れ規制も行うようにしたため、支持軸側の支持精度に依存しない簡単な構造で、撮影状態での退避光学要素の高精度な位置制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光学要素支持機構を適用したレンズ保持ユニットの撮影状態における後方斜視図である。
【図２】鏡筒収納状態における同レンズ保持ユニットの、図１とは異なる方向から見た後方斜視図である。
【図３】図１の撮影状態における支持環側の位置決め突起と揺動枠側の２つのストッパアームの当接状態を示す拡大斜視図である。
【図４】２つのストッパアームが位置決め突起から離れた状態の拡大斜視図である。
【図５】レンズ保持ユニットを揺動枠の支持軸を通る断面位置で示した断面図である。
【図６】図５の支持軸と揺動枠の軸支持スリーブ部付近を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１及び図２に示すレンズ保持ユニット５は、レンズ鏡筒の一部を構成している。レンズ保持ユニット５は、支持環１０と、該支持環１０の内部に支持された揺動枠２０を有し、揺動枠２０は、レンズ鏡筒の撮影光学系の一部を構成する退避レンズ群Ｌを保持している。以下の説明中は、特に断りがない場合、「光軸」とは、この撮影光学系の光軸を意味し、「光軸方向」とは、この光軸と平行な方向を意味する。また、光軸方向に関して、物体側を前方、像面側を後方と呼ぶ（図５参照）。
【００１４】
支持環１０は、光軸を中心とする略円筒状をなす円筒状部１１と、円筒状部１１の内部に設けた内方フランジ部１２とを有し、円筒状部１１の外周面に直進ガイド溝１３とカムフォロア１４が形成されている。円筒状部１１の中心軸は撮影光学系の光軸と略一致しており、直進ガイド溝１３に対して図示しない直進ガイド部材のガイドキーが嵌合することによって、支持環１０は光軸回りの回転が規制され光軸方向に直進移動可能に案内されている。カムフォロア１４は、光軸を中心として回転するカム環（不図示）に形成したカム溝に対して摺動可能に嵌っていて、カム環が回転すると、カム溝の形状に従って支持環１０が光軸方向へ所定の軌跡で移動する。撮影を行わない鏡筒収納状態では、支持環１０は像面に接近した光軸方向後方の沈胴位置に保持されており、鏡筒収納状態から撮影状態になるとき、物体側に向けて（光軸方向前方に）繰り出される。
【００１５】
揺動枠２０は、支持環１０の内部において、支持軸３０を中心として揺動可能に支持されている。詳しくは、図５に示すように、内方フランジ部１２に対して後方からネジ３１で固定される軸止め部材３２を備え、内方フランジ部１２に形成した前方軸固定穴１５に対して支持軸３０の前端部が挿入支持され、軸止め部材３２に形成した後方軸固定穴３３に対して支持軸３０の後端部が挿入支持されている。この両固定穴１５、３３への挿入支持状態で、支持軸３０の軸線は光軸と略平行となる。
【００１６】
揺動枠２０は、退避レンズ群Ｌを保持する円筒状のレンズ保持部２１から偏心した位置に軸支持スリーブ（軸支持部）２２を有し、この軸支持スリーブ２２に形成した光軸方向への貫通孔２３に対して支持軸３０が挿入されている。図６に示すように、貫通孔２３は、光軸方向の前方端部付近に小径の軸嵌合部（小径内径部）２４を有し、これを除く部分は、軸嵌合部２４よりも内径（開口径）の大きい（大径内径部）軸遊嵌部２５となっている。揺動枠２０は、支持軸３０の外周面に対する軸嵌合部２４の内周面の摺接によって該支持軸３０を中心とした回転が可能に支持されていて、撮影光学系の光軸上に退避レンズ群Ｌの光軸を一致させる撮影位置（図１）と、撮影光学系の光軸上から外径方向（円筒状部１１の内周面に接近させる方向）へ退避レンズ群Ｌを離脱させる退避位置（図２）との間で揺動可能となっている。そして、軸支持スリーブ２２の外側に巻回配設した揺動付勢バネ（付勢手段）３４によって撮影位置側に付勢されている。揺動付勢バネ３４による付勢力の作用方向を図１及び図３に矢印Ｆで表している。また、軸支持スリーブ２２の外側には、軸支持スリーブ２２を光軸方向前方に向けて付勢する光軸方向付勢バネ３５が設けられており、光軸方向付勢バネ３５の付勢力によって、軸支持スリーブ２２の前端部が内方フランジ部１２に当て付いた状態に維持される。つまり、支持環１０内での揺動枠２０の光軸方向位置は、光軸方向付勢バネ３５の付勢力によって一定に維持される。
【００１７】
揺動付勢バネ３４によって回転付勢された揺動枠２０は、レンズ保持部（光学要素保持部）２１の外面に設けた２つのストッパアーム（位置決め手段、当接部、揺動側突起）２６、２７を、支持環１０の内方フランジ部１２に突出形成した位置決め突起（位置決め手段、当接部、固定側突起）１６に当接及び係合させることで、その付勢方向への回転が規制されて、光軸直交面内での位置及び光軸に対する角度が定まり、撮影位置に保持される。詳細には、図３及び図４に示すように、ストッパアーム２６とストッパアーム２７は、光軸方向に位置を異ならせてレンズ保持部２１上に形成された対をなす突起部であり、それぞれの先端部にＶ字状の当接凹部（凹形状部）２６ａ、２７ａが形成されている。この２つの当接凹部２６ａと当接凹部２７ａは、光軸方向の相対位置以外の要素、すなわち形状やレンズ保持部２１からの突出量などが共通になっている。位置決め突起１６は、内方フランジ部１２から光軸方向後方へ向けて突設された直方体状の突起部であり、一対の平行な長手方向側面１６ａと、該一対の長手方向側面１６ａを接続する円筒凸面（凸形状部）１６ｂ及び短手方向側面１６ｃとを有している。短手方向側面１６ｃは長手方向側面１６ａと略直交する平面であるのに対し、ストッパアーム２６とストッパアーム２７に対向する側にある円筒凸面１６ｂは、光軸方向に一様な断面形状をなす部分円筒面となっている。この位置決め突起１６が、揺動枠２０の揺動時におけるストッパアーム２６とストッパアーム２７の回動軌跡上に対向しており、図３に示すように、２つのストッパアーム２６、２７が位置決め突起１６に当接して揺動枠２０を撮影位置に保持させるときには、円筒凸面１６ｂに対して当接凹部２６ａと当接凹部２７ａが嵌合する態様となる。
【００１８】
レンズ鏡筒が撮影状態にあるとき、揺動枠２０は揺動付勢バネ３４の付勢力によって、ストッパアーム２６とストッパアーム２７を位置決め突起１６に当接させた撮影位置に保持されている。撮影状態から鏡筒収納状態に移行するとき、カム環などの作用によって支持環１０が光軸方向後方へ移動されると、鏡筒内に固定的に設けた退避ガイド手段に対して揺動枠２０の一部が当接する。図示しないが、この退避ガイド手段は、光軸方向後方へ移動される揺動枠２０が当接したときに上記の退避位置方向への回転分力を生じさせるカム面やリード面を備えており、支持環１０の後退動作に応じて、揺動枠２０が揺動付勢バネ３４の付勢力に抗して図１の矢印Ｆと反対方向へ回転される。そして、支持環１０が光軸方向最後方の沈胴位置に達したときには、揺動枠２０は図２に示す退避位置に保持される。
【００１９】
以上のレンズ保持ユニット５では、揺動枠２０の軸支持スリーブ２２は、その前端部付近の軸嵌合部２４という狭い（光軸方向に短い）領域で支持軸３０に支持されており、この軸嵌合部２４を除く貫通孔２３の大部分は支持軸３０に対して遊嵌される軸遊嵌部２５となっている。そのため、軸支持スリーブ２２は支持軸３０に対して、若干の傾動が許容された状態になっている。言い換えれば、支持軸３０単独による支持状態では、揺動枠２０は光軸に対する傾き自由度が与えられている。一方、揺動枠２０のレンズ保持部２１には、光軸方向に位置を異ならせて２箇所のストッパアーム２６、２７が設けられ、揺動枠２０が撮影位置に保持されるときには、この前後２つのストッパアーム２６、２７の当接凹部２６ａ、２７ａが、光軸方向に長く形成された位置決め突起１６の円筒凸面１６ｂに対して当接し、これによって光軸に対する揺動枠２０の角度が一定に定められる（倒れが規制される）。つまり、位置決め突起１６とストッパアーム２６、２７からなる位置決め手段が、光軸直交面内での揺動枠２０の位置を定めるとともに、光軸に対する揺動枠２０の角度制御（倒れ規制）も行う。
【００２０】
このように、支持軸３０と軸支持スリーブ２２の間では光軸に対する角度変化に対してある程度の自由度を持たせた上で、揺動枠２０のストッパアーム２６、２７と支持環１０の位置決め突起１６との当接関係で光軸に対するレンズ枠２０の角度を決めるように構成したことで、仮に支持軸３０側で若干の傾きがあった場合でも、撮影状態では光軸に対するレンズ群Ｌの倒れを確実に防ぐことができる。このような支持軸３０の傾きの原因としては、従来技術において述べたような、軸止め部材３２の固定時のネジ３１に対する回転トルクが想定される。なお、位置決め突起１６とストッパアーム２６、２７による揺動枠２０の倒れ規制が行われるのは図１の撮影位置のみであるが、揺動枠２０が図２の退避位置にあるときに撮影は行われないので、撮影位置以外では当該倒れ規制が解除されていても、実用上の問題はない。
【００２１】
この倒れ規制手段を兼ねた位置決め手段を構成する位置決め突起１６やストッパアーム２６、２７は、成形品である支持環１０や揺動枠２０の一部として形成されるため、形状を高精度に設定することができるという利点がある。また、位置決め突起１６の円筒凸面１６ｂとストッパアーム２６、２７の当接凹部２６ａ、２７ａの間は、支持軸３０と軸支持スリーブ２２の間のように回転許容用のクリアランスを必要とせず、このようなクリアランスを起因とする位置ずれを生ずるおそれがないため、この点においても倒れ防止手段として好適である。また、揺動枠２０においてストッパアーム２６、２７は軸支持スリーブ２２よりもレンズ群Ｌに近くに位置するため、レンズ群Ｌの倒れをより高い精度で防止することができる。
【００２２】
また、支持環１０側の位置決め突起１６は、ストッパアーム２６及びストッパアーム２７が当接した状態で揺動付勢バネ３４の付勢力（図１及び図３の矢印Ｆ）が作用する方向に長手方向側面１６ａを向けた形状であるため、揺動枠２０に対する支持強度に優れている。
【００２３】
さらに、位置決め突起１６とストッパアーム２６、２７の当接時には、Ｖ字状の当接凹部２６ａ、２７ａに対して半円凸状の円筒凸面１６ｂが嵌合するため、揺動枠２０を正確かつ確実に撮影位置に位置させることができる。例えば、仮に支持軸３０の軸線が光軸に対して若干倒れているような場合でも、揺動付勢バネ３４の付勢力によって、Ｖ字状をなす一対の当接凹部２６ａ、２７ａが半円凸状の円筒凸面１６ｂに対して一定の位置で当接保持されるように、揺動枠２０側の角度が自動的に変位される。言い換えれば、当接凹部２６ａ、２７ａと円筒凸面１６ｂが、揺動枠２０を光軸に対する正しい角度位置へ導くように機能する。これにより、支持軸３０の取り付け角（光軸に対する傾き）に依存することなく、揺動枠２０を常に正確な撮影位置に保持させることができる。
【００２４】
以上、図示実施形態に基づき説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、揺動枠２０の倒れを防止するためには、支持環１０側との間に少なくとも光軸方向位置の異なる２以上の当接箇所が必要であり、実施形態では、揺動枠２０のレンズ保持部２１に２つのストッパアーム２６、２７を設け、支持環１０には１つの位置決め突起１６を設けているが、発明の要件を満たしていれば、これら当接部の配置や数は任意に設定することができる。一例として、実施形態とは逆に、支持環１０側に、位置決め突起１６相当の当接部を光軸方向に位置を異ならせて複数設け、揺動枠２０側には１つの当接部だけを設ける態様も可能である。
【００２５】
また、実施形態では支持環１０と揺動枠２０の間で光軸方向に位置を異ならせた当接箇所は２つ（ストッパアーム２６と位置決め突起１６、ストッパアーム２７と位置決め突起１６）であるが、光軸方向に位置を異ならせて３つ以上の当接箇所を設けることも可能である。また、実施形態では、揺動枠２０側の当接部（ストッパアーム２６、２７）が２つであるのに対し、支持環１０側の位置決め突起１６の数が１つであるが、揺動枠２０側の当接部（ストッパアーム２６、２７に相当）と支持環１０側の当接部（位置決め突起１６に相当）の数を一致させてもよい。
【００２６】
また、本発明では、揺動枠側と位置決め突起側の当接部分（位置決め手段）は、互いに係合したとき自動的に揺動枠の正確な位置を規定させるような形状であれば良く、実施形態の形状に限定されるものではない。例えば、実施形態では、ストッパアーム２６、２７側の当接部の形状を凹状（当接凹部２６ａ、２７ａ）とし、位置決め突起１６側の当接部の形状を凸状（円筒凸面１６ｂ）としているが、この凹凸関係を逆にすることも可能である。また、揺動枠と位置決め突起の一方の当接部を半球状の孔とし、他方の当接部を該半球状孔の径より小さい径の球または半球面として形成することもできる。
【符号の説明】
【００２７】
５  レンズ保持ユニット
１０  支持環
１１  円筒状部
１２  内方フランジ部
１５  前方軸固定穴
１６  位置決め突起（位置決め手段、当接部、固定側突起）
１６ａ  長手方向側面
１６ｂ  円筒凸面（凸形状部）
１６ｃ  短手方向側面
２０  揺動枠
２１  レンズ保持部（光学要素保持部）
２２  軸支持スリーブ（軸支持部）
２３  貫通孔
２４  軸嵌合部（小径内径部）
２５  （大径内径部）軸遊嵌部
２６  ２７  ストッパアーム（位置決め手段、当接部、揺動側突起）
２６ａ  ２７ａ  当接凹部（凹形状部）
３０  支持軸
３２  軸止め部材
３３  後方軸固定穴
３４  揺動付勢バネ（付勢手段）
３５  光軸方向付勢バネ
【図１】
2010197857.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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