(57)【要約】【課題】必要な強度や耐摩耗性を確保でき、しかも、遮光性や不要光の反射防止特性など、必要な光学特性を兼ね備えた小型軽量な光学部品ないし同光学部品を備えた光学製品を提供する。【解決手段】鏡筒部品の案内筒１５の骨格構造部３１を金属材料から３Ｄプリントなどによって形成する。骨格構造部３１は剛性、強度を維持するための格子１５１による骨格構造を円筒面に備える。骨格構造部３１に対して、樹脂材料のインサート成形によって、遮光性、反射防止性などの光学特性を付与する光学特性部５１を結合させる。【選択図】  図１
2018194813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品の骨格構造部を形成する第１の工程と、
前記骨格構造部に対して、樹脂材料のインサート成形を行うことによって、所定の光学特性を有する光学特性部を結合させる第２の工程と、
を備えた光学部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学部品の製造方法において、前記骨格構造部は金属材料から形成される光学部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学部品の製造方法において、前記骨格構造部が規則的に配置された複数の開口部を有し、前記開口部を介して前記骨格構造部と前記光学特性部が結合されるよう、前記第２の工程のインサート成形において前記樹脂材料を前記開口部に進入させる光学部品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の光学部品の製造方法において、前記骨格構造部は、前記光学特性部と結合する面に複数のアンカー形状を有する光学部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、前記第１の工程で、３Ｄプリンタにより前記骨格構造部を造形する光学部品の製造方法。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の光学部品の製造方法において、前記第１の工程で、鋳造、あるいはさらに鋳造後の後加工によって前記骨格構造部を造形する光学部品の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、前記第２の工程において、前記骨格構造部の一部が前記光学特性部に埋設されるよう前記光学特性部の樹脂材料のインサート成形を行う光学部品の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学部品の製造方法において、前記光学特性部の前記所定の光学特性が遮光性である光学部品の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光学部品の製造方法において、前記第２の工程のインサート成形、または、その後加工によって、前記光学特性部に反射防止面を形成する光学部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の３Ｄプリンタによって前記骨格構造部を造形するための３Ｄプリントデータ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の３Ｄプリントデータを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
骨格構造部と、
前記骨格構造部に対して結合され、樹脂材料から成り所定の光学特性を有する光学特性部と、
を備え、前記骨格構造部が規則的に配置された複数の開口部を有し、前記光学特性部の前記樹脂材料が前記開口部に嵌合し、この嵌合によって前記開口部を介して前記骨格構造部と前記光学特性部とが結合されている光学部品。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学部品において、前記骨格構造部は金属材料から構成され、前記光学特性部の前記所定の光学特性は遮光性である光学部品。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光学部品において、前記光学特性部に反射防止面が形成されている光学部品。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか１項に記載の光学部品において、前記骨格構造部の前記開口部に前記光学特性部を構成する前記樹脂材料が嵌合して前記骨格構造部が光学部品の表面に露出している光学部品。
【請求項１６】
請求項１２から１５のいずれか１項に記載の光学部品において、前記骨格構造部の一部が前記光学特性部の表面より内側に埋設されている光学部品。
【請求項１７】
請求項１２から１６のいずれか１項に記載の光学部品において、前記骨格構造部は、前記光学特性部と結合する面に複数のアンカー形状を有する光学部品。
【請求項１８】
請求項１２から１７のいずれか１項に記載の光学部品を備えた光学機器。
【請求項１９】
光学素子と、
規則的に配置された複数の開口部を有する骨格構造部と、
遮光性を有する樹脂材料から形成され、前記骨格構造部に対して前記開口部を介して結合した光学特性部と、
を備え、前記骨格構造部と、前記光学特性部と、が結合されて成る構造体によって前記光学素子を支持する鏡筒。
【請求項２０】
請求項１９に記載の鏡筒において、前記骨格構造部は、円筒状の金属材料から構成されると共に、前記骨格構造部が形成する円筒面においてその軸芯と平行な直線に対して傾斜して複数、配置された格子を備えている鏡筒。
【請求項２１】
請求項２０に記載の鏡筒において、前記格子が前記円筒面において前記軸芯と平行な直線に対して傾斜する傾斜角度が５０°以下である鏡筒。
【請求項２２】
請求項１９から２１のいずれか１項に記載の鏡筒において、前記骨格構造部は、前記光学特性部よりも剛性の高い材料により形成され、前記骨格構造部の一部が、前記構造体の表面に露出し、他の部品に対する当接部または結合部として用いられる鏡筒。
【請求項２３】
請求項１９から２２のいずれか１項に記載の鏡筒において、前記骨格構造部の前記開口部に前記光学特性部を構成する前記樹脂材料が嵌合して、前記骨格構造部が前記構造体の表面に露出している鏡筒。
【請求項２４】
請求項１９から２３のいずれか１項に記載の鏡筒において、前記光学特性部の内面に反射防止面を備えた鏡筒。
【請求項２５】
請求項１９から２４のいずれか１項に記載の鏡筒を備えた光学機器。
【請求項２６】
立体格子構造によって規則的に画成された複数の開口部を有する骨格構造部と、
遮光性を有する樹脂材料から形成され、前記骨格構造部に対して前記開口部を介して結合した光学特性部と、
を備え、前記骨格構造部と、前記光学特性部と、が結合されて成る構造体によって光学素子を支持する光学素子ホルダ。
【請求項２７】
請求項２６に記載の光学素子ホルダにおいて、前記構造体の１面に対して傾斜して配置された格子が前記の１面に垂直な直線に対して傾斜する傾斜角度が５０°以下である光学素子ホルダ。
【請求項２８】
請求項２６または２７に記載の光学素子ホルダにおいて、前記骨格構造部は、前記光学特性部よりも剛性の高い材料により形成され、前記骨格構造部の一部が、前記構造体の表面に露出し、他の部品に対する当接部または結合部として用いられる光学素子ホルダ。
【請求項２９】
請求項２６から２８のいずれか１項に記載の光学素子ホルダにおいて、金属材料から成る前記骨格構造部の立体格子構造が前記構造体に埋設されている光学素子ホルダ。
【請求項３０】
請求項２６から２９のいずれか１項に記載の光学素子ホルダにおいて、前記光学特性部の内面に反射防止面を備えた光学素子ホルダ。
【請求項３１】
請求項２６から３０のいずれか１項に記載の光学素子ホルダの前記構造体によって支持される光学素子がミラーである光学素子ホルダ。
【請求項３２】
請求項２６から３１のいずれか１項に記載の光学素子ホルダを備えた光学機器。
【請求項３３】
請求項１９から２４のいずれか１項に記載の鏡筒において、前記骨格構造部が、他の部品に対する当接部を備え、前記当接部が第１の金属材料から成る部位を含み、前記当接部を除く前記骨格構造部の骨格部が第２の金属材料から成る部位を含む鏡筒。
【請求項３４】
請求項３３に記載の鏡筒において、前記当接部と、前記骨格部と、が別体部材であり、前記当接部と、前記骨格部と、が前記光学特性部によって結合される鏡筒。
【請求項３５】
請求項３３または３４に記載の鏡筒において、前記第１の金属材料がアルミニウム合金である鏡筒。
【請求項３６】
請求項３３から３５のいずれか１項に記載の鏡筒において、前記第２の金属材料がマグネシウム合金である鏡筒。
【請求項３７】
請求項３６に記載の鏡筒において、前記第２の金属材料がリチウムマグネシウム合金である鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の製造方法、光学部品、光学部品としての鏡筒、光学素子ホルダ、および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラなどの光学機器に用いられる光学製品（光学部品）、例えば特に焦点距離が長く大型の望遠レンズなどの光学製品では、その可搬性や撮影時の機動性から、レンズ鏡筒部の軽量化、あるいは小型化の要求が強くなっている。そのためレンズを保持する鏡筒部を構成する部品の樹脂化や薄肉化などが進められている。
【０００３】
従来、各種工業製品を構成する部品の小型化軽量化のために、それまで金属製であった部品全体ないしその一部をより比重の軽い樹脂に変更する手法が知られている。また、その場合、同時に、金属部や樹脂部の寸法、特に厚みを薄肉化する配慮が取られることがある。例えば、下記の特許文献１には、歯車の強度を維持しつつ、軽量化、ないし低騒音化が可能な金属製ブッシュをインサートした樹脂製歯車が開示されている。
【０００４】
また、光学鏡筒などでは、下記の特許文献２のように、外筒をアルミなどのプレス加工による金属鏡筒、内筒を樹脂材料による鏡筒とし、その中間にあるシール材を外筒と内筒とで接着やビスを用いて固定する防水レンズ鏡筒の水密構造が提案されている。また、下記の特許文献３では、鏡筒の剛性や強度と軽量化を考慮し、金属部材と樹脂部材を一体成形加工により一体化する構造を開示している。なお、特許文献３では、さらに、レンズ鏡筒を動かす機構部は樹脂によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０５６９２３号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２３９７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６７１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、例えば焦点距離が５００ｍｍ〜１０００ｍｍを超えるような長焦点距離かつ大口径のレンズを搭載する望遠レンズでは、総重量がＫｇオーダに及ぶ構成となることがある。このような光学製品は、例えばミラー式ないしミラーレスの一眼レフカメラの交換レンズなどとして存在する。このような光学製品では、軽量化によって、携行性、取り扱いを容易にするため、できるだけ軽量に構成できれば好適である。しかしながら、この種の交換レンズのような光学製品では、光学素子や機構部品それ自体が大型であり自重が大きいため、強度や摺動部の耐摩耗性の観点から、鏡筒部の筺体部品を単純に金属から樹脂に置き換えることが困難である場合がある。
【０００７】
また、一般に、レンズ鏡筒では、迷光によるゴーストやフレアが発生する部位に、筺体部品の内面には遮光線と呼ばれるＶ字状の溝を形成する構造が用いられ、このような溝加工のために樹脂部分の薄肉化が難しい場合がある。また、レンズ鏡筒のような光学製品では、外乱光がレンズ内に照射されることを防ぐため、その筺体と、内部の光軸付近の空間との間には厳重な遮光性が必要であり、従って、レンズ鏡筒の筺体部品は必要な遮光性を有している必要がある。このため、軽量化のため、レンズ鏡筒を構成する光学部品では、例えば肉抜きのように内外を連通するような開口部を含む構造を採用することは事実上、不可能である。
【０００８】
本発明の課題は、上記の問題点に鑑み、必要な強度や耐摩耗性を確保でき、しかも、遮光性や不要光の反射防止特性など、必要な光学特性を兼ね備えた小型軽量な光学部品ないし同光学部品を備えた光学製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の光学部品の製造方法においては、光学部品の骨格構造部を形成する第１の工程と、前記骨格構造部に対して、樹脂材料のインサート成形によって、当該の光学部品に所定の光学特性を付与する光学特性部を結合させる第２の工程と、を含む構成を採用した。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成により、本発明によれば、必要な強度や耐摩耗性を確保でき、しかも、遮光性や不要光の反射防止特性など、必要な光学特性を兼ね備えた小型軽量な光学部品ないし同光学部品を備えた光学製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るカメラの構成を示した説明図である。
【図３】（Ａ）は本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品、特にフォーカスユニットの構造を示す外観斜視図、（Ｂ）はフォーカスレンズを含むフォーカスユニットの構造を示す断面図である。
【図４】図３（Ｂ）のフォーカスユニットの構造を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の金属部分を示す外観斜視図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の金属部分の３Ｄプリンタを用いた製造手法を示した説明図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の金属部分の鋳造を用いた製造手法を示し、（Ａ）は鋳造物の斜視図、（Ｂ）は鋳造後の後処理を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の断面構造を示し、（Ａ）はその全体の断面図、（Ｂ）はその一部を拡大して示した断面図である。
【図９】本発明の実施形態２（または３）に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒を示す外観斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態２（または３）に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の骨格部を示す外観斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態２（または３）に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の当接部位としての直進カム板を示す外観斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態４に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒のベース部と別体構造の骨格部を示す外観斜視図である。
【図１３】図１２の骨格部と共に用いられるベース部を示す外観斜視図である。
【図１４】図１２の骨格部と共に用いられるリング部を示す外観斜視図である。
【図１５】例えば本発明の実施形態４において用いられる鏡筒の筺体部品、特にプレス加工により成形された、案内筒の骨格部を示す外観斜視図である。
【図１６】図１５の状態から骨格部を円筒形に加工するための両端部の結合構造を示す外観斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態５に係るカメラの構成を示した説明図である。
【図１８】図９のカメラに用いられるミラーホルダの外観斜視図である。
【図１９】図１８のミラーホルダの骨格を構成する金属部の外観斜視図である。
【図２０】本発明の実施形態１によって製造された光学部品の材料、比重、体積、重量を示した表図である。
【図２１】本発明の実施形態２によって製造された光学部品の材料、比重、体積、重量を示した表図である。
【図２２】本発明の実施形態３によって製造された光学部品の材料、比重、体積、重量を示した表図である。
【図２３】本発明の実施形態４によって製造された光学部品の材料、比重、体積、重量を示した表図である。
【図２４】本発明の実施形態５によって製造された光学部品の材料、比重、体積、重量を示した表図である。
【図２５】本発明の実施形態６に係る鏡筒の筺体部品、特に案内筒の断面構造を示し、（Ａ）はその全体の断面図、（Ｂ）は（Ａ）の一部を拡大した図、（Ｃ）は（Ｂ）を拡大した図、（Ｄ）は（Ｃ）を図右側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１３】
以下の実施形態では、骨格構造部と、この骨格構造部に対して結合され、樹脂材料から成り所定の光学特性を有する光学特性部と、を備えた光学部品とその製造方法を例示する。上記骨格構造部は、光学特性部にて用いられる樹脂材料よりも剛性及び耐摩耗性が高い、当該樹脂材料とは異なる材料（本実施の形態では金属材料）から構成されている。この光学部品の一例として、以下では鏡筒部品（実施形態１〜４、６）、および光学素子ホルダ（実施形態５）としてのミラーホルダを示す。
【００１４】
光学部品の骨格構造部は、３Ｄプリントまたは鋳造（例えばダイキャスト）、あるいはさらに鋳造後の切削などによって形成する。骨格構造部は、主に当該の光学部品の剛性ないし強度を維持する。また、この骨格構造部の一部は、他の部品に対する当接部または結合部として用いる部位として構成することができる。
【００１５】
一方、光学特性部は、骨格構造部に対する樹脂材料のインサート成形によって形成する。この樹脂材料から成る光学特性部は、光学部品の剛性ないし強度を保つ機能の一部を構成するが、主には遮光性や反射防止特性などの光学特性を付与するための部位として機能する。このうち、遮光性は主に黒色などの不透明材料の樹脂を用いることにより光学特性部に付与される。反射防止特性は、インサート成形時の同時加工、または後加工によってマット面や遮光線（遮光溝）を必要な部位に形成することにより付与される。
【００１６】
また、骨格構造部には、上記３Ｄプリントまたは鋳造（あるいはその後加工）などによって、規則的に配置された複数の開口部を設ける。この開口部に光学特性部の樹脂材料が進入するようにインサート成形することにより、開口部を介して骨格構造部と光学特性部とが堅固に結合される。
【００１７】
＜実施形態１＞
本実施形態１では、上記の光学部品として、鏡筒部品（鏡筒筐体部品）を示す。本実施形態の鏡筒部品は、強度を保ちつつ軽量化するためビス締結部を含む剛性が必要な領域を残した骨格構造部を金属など高強度な物質で作製する。また、耐摩耗性が必要となる他部品との摺動部や結合部も、好ましくは骨格構造部と一体的に同じ金属など耐摩耗性の高い物質から製作する。本実施形態の製造方法の光学部品の第１の工程では、例えばこの骨格構造部を３Ｄプリントまたは鋳造（あるいはその後加工）などによって形成することができる。
【００１８】
一方、この鏡筒部品の光学特性部は、遮光および反射防止特性を担当するとともに、軽量化の目的で、骨格構造部よりも比重が低く、光を透過しない黒色などの樹脂材料から構成する。本実施形態の製造方法の光学部品の第２の工程では、この光学特性部を、上記の骨格構造部を金型の内部に配置し、上記の樹脂材料を型内に射出ないし注型するインサート成形を行うことによって形成する。
【００１９】
具体的には、本実施形態の鏡筒部品は鏡筒内で光学素子、特に合焦レンズを可動支持するフォーカスユニットの内筒であって、特に骨格構造部での反射防止のためその内面では、骨格構造部は樹脂の光学特性部の内側に埋設するようインサート成形する。また、本実施形態の鏡筒部品では、内面部で光が反射しゴーストやフレアが発生することを防止するため、好ましくは、樹脂の光学特性部の内面部には同時成形によって、マット処理による艶消しを施し、反射防止面とする。この艶消し形状は金型に作製し、それを転写することで安価に実施できる。また、この反射防止面はインサート成形後の後加工によって形成してもよく、また、艶消し効果を強めるなどの目的でさらに塗装のような後加工工程を実施してもよい。なお、本実施形態の鏡筒部品では、反射防止面として、Ｖ字の溝を周上に周期的に形成された反射防止パターン、いわゆる遮光線を用いることもできる。この遮光線も、インサート成形による同時成形、あるいはその後加工によって形成することができる。ただし、この遮光線よりも上記のマット処理の方が樹脂の厚みを薄くできる、と考えられ、鏡筒部品の厚みを薄くでき、より軽量化が図れる可能性がある。
【００２０】
図２は、本実施形態の鏡筒部品を用いることができる光学機器として、一眼レフデジタルカメラの構成を示している。図２において、撮影レンズ１にカメラ本体２が接続されている。被写体からの光は撮影レンズ１に含まれるレンズ３などの光学レンズを介して撮影される。撮影前は主ミラー７により反射され、プリズム１１を透過後、ファインダーレンズ１２を通して撮影者に撮影画像が映し出される。また、主ミラー７はハーフミラーとなっており、主ミラーを透過した光はサブミラー８によりＡＦ（オートフォーカス）ユニット１３の方向に反射され、例えばこの反射光は測距に使用される。
【００２１】
撮影時には、不図示の駆動機構を介して、主ミラー７とサブミラー８を光路外に移動させ、シャッター９を開き、撮像素子１０に撮影レンズ１から入射した撮影光像を結像させる。また、絞り６は、開口面積を変更することにより撮影時の明るさや焦点深度を変更できるよう構成される。なお、図２の一眼レフカメラの撮像素子１０に替えて銀塩フィルムに変更する場合でも、本実施形態の鏡筒部品に関しては、後述同様の構成を実施することができる。また、撮影レンズ１は、カメラ本体２に固定的に装着されていてもよいが、この種の光学機器では、多くの場合、撮影レンズ１はカメラ本体２のボディに対して着脱可能な交換レンズとして構成される。
【００２２】
撮影レンズ１は、フォーカスユニット４の内部のフォーカスレンズ５の位置を光軸方向に可変移動させることで、合焦状態を調節することができるよう構成される。なお、本実施形態の鏡筒部品はこの焦点距離を調節するフォーカスユニット４を構成するものであるが、同様の鏡筒部品の構成を倍率を可変調節するズームユニットなどに適用することもできる。本実施形態のフォーカスユニット４の構成例をについて図３（Ａ）、（Ｂ）、および図４に示す。
【００２３】
図３、図４に示すように本実施形態のフォーカスユニット４は、外筒であるカム筒１４と、本実施形態の鏡筒部品に相当する内筒としての案内筒１５を備える。カム筒１４、案内筒１５は傾斜カムおよび直進カムを備え、フォーカスレンズ５をユニット内の光軸上で前進または後退させることができるよう構成される。カム筒１４は、撮影者によって回転操作可能な不図示の撮影レンズ１のフォーカスリングなどと結合される。これにより、撮影者は、例えばファインダーレンズ１２（図２）を介して合焦状態を観察しながらフォーカスリングを操作してフォーカス調整を行うことができる。
【００２４】
カム筒１４には１２０°間隔で斜めカム１７が形成されている。案内筒１５にも１２０°間隔で直進カム１８が形成されている。フォーカスレンズ５は、フォーカスレンズホルダ１６に保持されている。フォーカスレンズホルダ１６には１２０°間隔でベアリング１９が取り付けられている。
【００２５】
ベアリング１９は斜めカム１７と直進カム１８に係合し位置が固定されている。カム筒１４の内面は案内筒１５の摺動面２４、２５（図５）と係合している。また、案内筒１５にはベアリング２２がビス締結穴２３にビス締結されており、ベアリング２２はカム筒１４にも係合する。
【００２６】
案内筒１５に接触しているワッシャースプリング２１によりチャージ筒２０はカム筒１４を光軸方向に押している。すなわちベアリング２２とチャージ筒２０によりカム筒１４は図３における斜め右下方向に付勢された状態で、フォーカスレンズ５の光軸方向の位置が維持されることになる。案内筒１５はビス締結部２８にて駆動しないユニット外の鏡筒部品、例えば外装部にビス締結される。
【００２７】
一方、カム筒１４はキー溝２６、２７にて光軸を中心に回転駆動するフォーカスキー部品としてのフォーカスリングに係合して回転操作される。このカム筒１４の回転動作により、直進カム１８に係合しているベアリング１９が斜めカム１７に沿って光軸方向に移動することで、フォーカスレンズ５は光軸方向に移動し、これによりピント調整が行われる。
【００２８】
本実施形態の鏡筒部品に相当する案内筒１５は、円筒状、金属製の骨格構造部３１に対して、上記のような遮光および反射防止特性を有する光学特性部５１を樹脂材料のインサート成形によって作製する。
【００２９】
ここで、本実施形態の鏡筒部品に相当する案内筒１５について詳細に説明する。案内筒１５は図５および図６に示す骨格構造部３１に対して樹脂材料から成る光学特性部５１をインサートし製作したもので、完成後は図１の状態になる。
【００３０】
図５、図６に示すように骨格構造部３１は、案内筒１５の剛性、強度を維持するための格子１５１による骨格構造を円筒面に備える。格子１５１は、骨格構造部３１が形成する円筒面においてその軸芯１５１０（通常フォーカスレンズ５の光軸Ｏと同軸）と平行な直線に対して傾斜して複数、配置された金属材料から成る、斜交い状に傾斜した格子１５１２を含む。より詳しくは、この格子１５１２は、上記軸芯と平行な直線に対して案内筒１５の周方向一方向側に向けて傾斜した格子１５１２ａと、上記軸芯と平行な直線に対して案内筒１５の周方向他方向側に向けて傾斜した格子１５１２ｂと、が交差するように複数並んで格子形状を形成している。また、本実施形態では、格子１５１は、さらに、骨格構造部３１の円筒面においてその軸芯（通常フォーカスレンズ５の光軸と同軸）と平行に伸びる格子１５１１を含む。このような格子１５１の構造によって、案内筒１５に、径方向、ないし軸芯（通常フォーカスレンズ５の光軸と同軸）と平行な方向に沿った圧縮や、直進カム１８のカム溝を介して加わる捩れ方向の外力に関する剛性を付与することができる。また、図６に示すように、案内筒１５の両端部にも、傾斜した格子１５１２の方向に整合するような四辺形形状を有する開口部１５１３を多数配置する。
【００３１】
上記の格子１５１１、１５１２によって画成される部位はこれらの格子によって規則的に画成、配置された各々三角形または四辺形形状の開口部１５１４、１５１４…となる。これらの規則的に配置された開口部１５１４、１５１４…によって、骨格構造部３１の円筒構造のほぼ全体が肉抜きされ、骨格構造部３１を大きく軽量化することができる。
【００３２】
さらに、骨格構造部３１は、以下の部位を備える。これらは、ベアリング１９と係合する直進カム１８、カム筒１４と係合する摺動面２４、２５に相当する。また、骨格構造部３１は、ベアリング２２がビス締結されるビス締結穴２３と座面３５、３６、ユニット外の鏡筒部品とのビス締結部２８の座面と逃げ、ワッシャースプリング２１との当接面３２、チャージ筒２０との係合する摺動面３３などを備える。
【００３３】
図６程度の複雑さを有する形状の骨格構造部３１は、例えば３Ｄプリンタ２０１を用いて好適に製作することができる。３Ｄプリンタ２０１によって骨格構造部３１を造形する場合は、例えば、図６において、当接面３２の裏面から造形を開始し、積層方向Ｌに沿って造形積層を繰り返す。積層方向Ｌは、上記の骨格構造部３１の軸芯（通常フォーカスレンズ５の光軸と同軸）と平行な方向に一致する。造形時には、３Ｄプリンタ２０１には、骨格構造部３１を造形するための３Ｄプリントデータ２０２を供給しておく。この３Ｄプリントデータ２０２は、例えば骨格構造部３１の３ＤＣＡＤデータなどであり、その場合、３Ｄプリンタ２０１が、３ＤＣＡＤデータを積層方向Ｌで積層的に造形を行うための層（スライス）データに分解して用いる。直接このような層（スライス）データを３Ｄプリントデータ２０２として３Ｄプリンタ２０１に供給してもよい。なお、サーバやホスト装置（不図示）から３Ｄプリンタ２０１に３Ｄプリントデータ２０２を供給する場合、３Ｄプリントデータ２０２はネットワーク通信によって送信してもよい。あるいは、各種の光ディスクやフラッシュメモリデバイスのようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体に３Ｄプリントデータ２０２を格納して３Ｄプリンタ２０１に供給することもできる。その場合、これらのコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の記録媒体を構成する。
【００３４】
図６の例では、積層方向Ｌ、即ち骨格構造部３１の軸芯（通常フォーカスレンズ５の光軸と同軸）と平行な方向と、上記の傾斜した格子１５１２がなす角度は格子１５１２の傾斜角度（α）はほぼ４５°に取られている。これにより、上記の各方向のどの外力に対しても良好な剛性維持が可能となる。なお、この傾斜した格子１５１２の傾斜角度（α）は、５０°程度以下にすることが望ましい。格子１５１２の傾斜角度（α）が５０°程度を超えて、図６の水平方向に寝た姿勢に近づくほど、安定した３Ｄ造形が困難になる可能性がある。これに対して、格子１５１２の傾斜角度（α）を５０°程度以下、特に図６に示すように４５°程度とすることにより、骨格構造部３１安定した３Ｄプリントによる造形が可能となる。
【００３５】
なお、骨格構造部３１は３Ｄプリンタによって造形する他、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように鋳造、あるいはさらに後加工によって作製してもよい。その場合には、図７（Ａ）に示すように内径部に湯流れ代３８を有する金属鋳造部品３７を作製する。この鋳造直後の状態では、図７（Ｂ）に斜線で示すように、湯流れ代３８が存在するため、上述同様の形状を有する格子１５１で構成される開口部の部位は内面まで貫通していない。この鋳造後、図７（Ｂ）の断面に示すように湯流れ代３８を除去ライン３９に沿って切削加工などを行って除去し、格子１５１の開口部を貫通させ、骨格構造部３１を得る。
【００３６】
図１に、以上のようにして作製した骨格構造部３１に樹脂による光学特性部５１をインサート成形することで作製した案内筒１５を示す。
【００３７】
案内筒１５の外面部は、金型の形状を簡単にし、樹脂部の体積を減らし軽量化するため、骨格構造部３１の骨格部外径と同径としている。特に、インサート成形後は、案内筒１５は、外観上、骨格構造部３１が樹脂による光学特性部５１外周の表面に露出するような構造となっている。例えば、インサート成形のための金型は、光学特性部５１の樹脂材料が骨格構造部３１の格子１５１の開口部に、例えば骨格構造部３１の外周と面一な深さまで進入、嵌合するような構成とする。その他、骨格構造部３１の以下の部位、特に他の部材と当接ないし摺動する部位は、当接、摺動機能を確保するため、案内筒１５の外面に骨格構造部３１の金属部位を露出させた構造とする。これらの案内筒１５の外面に露出させる骨格構造部３１の当接、摺動部位には、ベアリング１９と係合する直進カム１８、カム筒１４と係合する摺動面２４、２５ベアリング２２がビス締結されるビス締結穴２３と座面３５、３６が含まれる。さらに、これら案内筒１５の外面に露出させる骨格構造部３１の当接、摺動部位には、ユニット外の鏡筒部品とのビス締結部２８の座面と逃げ、ワッシャースプリング２１との当接面３２、チャージ筒２０と係合する摺動面２４が含まれる。
【００３８】
一方、案内筒１５の円筒内面（２９）においては、遮光を確実にするため、光学特性部５１は金属の骨格構造部３１が露出しないようインサート成形してある。また、不要な光が反射しゴーストやフレアが発生することを防止するため、案内筒１５の内面部には好ましくはマット（艶消し）処理により反射防止面２９を形成する。この反射防止面２９は、光学特性部５１のインサート成形のための金型に形成しておき、それを転写することで形成することができる。あるいは、反射防止面２９は、上述のように適当な後加工や塗装によって形成してもよい。
【００３９】
また、案内筒１５の内面の一部、特に樹脂から成る光学特性部５１の必要な部位には、図８（Ａ）に示すように、反射防止のための周状のＶ字の溝が軸芯１５１０方向に複数並んで形成された、いわゆる遮光線３０の部位を形成することができる。ここで、本実施形態の案内筒１５では、骨格構造部３１には、図８（Ｂ）の断面に示すように、樹脂の光学特性部５１をインサート成形するための湯流れ代Ｂが必要となる。上述のマット処理による反射防止面（２９）の場合は湯流れ代Ｂの分、案内筒１５の肉厚が増すことになるが、遮光線３０を形成する場合には更に湯流れ代Ｂに遮光線の分の肉厚が加算されるため、薄型、軽量化を図るにはマット処理の方が望ましいと考えられる。
【００４０】
本実施形態１の光学部品、鏡筒部品において、金属製の骨格構造部３１は、例えば、図２０に示すように、比重が２．６８のアルミニウム合金から、樹脂製の光学特性部５１は比重が１．２のＰＣ（ポリカーボネート）で形成することができる。この場合、同図のように本実施形態１の骨格構造部３１（金属部）の体積は７．２ｃｍ＾３（＾はべき乗を示す）で、重量は１９．３ｇ、光学特性部５１（樹脂部）の体積は１４．６ｃｍ＾３、重量が１５．８ｇとなっている。よってこの例では、金属部と樹脂部を足した総重量は３５．１ｇである。一方、比較例（１２０３）は、同図左側（本実施形態１）の骨格構造部３１（金属部）および光学特性部５１（樹脂部）に相当する同体積の形状を、アルミニウム合金のみで作製した場合の例である。この比較例（１２０３）の総重量は５８．４ｇとなっており、本実施形態１の構造によると、総重量で約４０％の軽量化を達成できている。
【００４１】
なお、案内筒１５の製作において、３Ｄプリンタや鋳造、インサート成形では精度が保証し難い部位はインサート成形後に機械加工による二次加工（後加工）を行い、必要な精度を実現するような製造方法を取ることもできる。その場合、３Ｄプリンタや鋳造、インサート成形の際に二次加工（後加工）を施す部位には余肉を付けておくことが望ましい。
【００４２】
また、以上では金属製の骨格構造部３１は、案内筒１５の外周では樹脂の光学特性部５１から露出する構造を例示した。しかしながら、この光学特性部５１から露出した骨格構造部３１の部位で光が反射しゴーストやフレアが発生する可能性がある。その場合、この骨格構造部３１の露出部位に必要に応じて塗装やアルマイト処理により着色などを行い、骨格構造部３１の露出部に反射防止特性を付与してもよい。
【００４３】
また、以上では、骨格構造部３１は直線的な格子構造によって画成され、規則的に配置された肉抜き部としての開口部を有するものとした。しかしながら、必要な軽量化を達成するための規則的に配置された肉抜き部としての肉抜き部としての開口部の形状として、位相最適化解析などによって求めた形状を採用してもよい。この種の位相最適化ソフトウェアにはＡｌｔａｉｒ社のＯｐｔｉＳｔｒｕｃｔ（商品名）などが知られており、この種の位相最適化ソフトウェアを用いることにより、強度的に必要な部位と不必要な部位を見分けることができる。
【００４４】
なお、以上では鏡筒部品としてフォーカスユニット４の内筒の案内筒１５の構造を例示したが、上記案内筒１５の構造は、例えばフォーカスユニット４の外周であるカム筒１４に実施してもよい。また、以上で例示したフォーカスユニット４の構造は、ズーム光学系を操作するためのズームユニットでも同様であり、本実施形態の鏡筒部品の構造は、ズームユニットを構成する鏡筒部品に実施してもよい。
【００４５】
以上のようにして、本実施形態によれば、鏡筒部品の要求仕様を満たす強度や耐摩耗性を確保でき、しかも、遮光性や不要光の反射防止特性など、必要な光学特性を兼ね備えた小型軽量な鏡筒部品を実現できる。また、本実施形態の鏡筒部品を用いて、例えば要求仕様を満たす光学特性を兼ね備えた小型軽量なレンズユニット、さらにそのレンズユニットを含むデジタルないし銀塩カメラなどの光学機器を実現することができる。
【００４６】
以下では、実施形態２〜４として、鏡筒部品の骨格構造部３１のうち、例えば比較的、強度や剛性を必要とする、他の部材と摺動、係合するために当接（接触）する当接部と、他の骨格部を別体とした構造を例示する。なお、以下の実施形態２〜４では、図１ないし図２に基本構造を示しものと同様の鏡筒に実施可能な骨格構造部３１の構成を例示するものとし、全体構造に係る以下では不図示の部材については、上述の実施形態１と同等の構造が用いられるものとする。以下の実施形態２〜４では、上述と同一ないし相当する部材ないし部位には同一の参照符号を用い、特に必要がない限りそれらについての詳細な説明は省略するものとする。
【００４７】
＜実施形態２＞
図９は、本実施形態２の鏡筒部品に相当する、骨格構造部３１を備えた案内筒１５を、図１０は図９の骨格構造部３１の骨格部１８２を示している。また、図１１は、図９の骨格構造部３１を構成するとともに、図１０の骨格部１８２とは別体部品で構成した当接部としての直進カム板１８１を示している。
【００４８】
このように骨格構造部３１を別体構造とすることにより、直進カム１８を備えた他の部材に対する当接部としての直進カム板１８１と、それ以外の骨格部１８２に例えば異なる第１および第２の金属材料を用いることができる。これにより、骨格構造部３１の各部の強度、剛性ないし耐摩耗性などを必要とする当接部（直進カム板１８１）と、それ以外の骨格部１８２で異なる特性（物性）を付与することができる。即ち、例えば、骨格構造部３１の当接部（直進カム板１８１）で充分な強度、剛性ないし耐摩耗性などの特性を確保するとともに、骨格部１８２においては必要な軽量化を図ることができる。
【００４９】
上述の、例えばベアリング１９（図４）と係合ないし当接してフォーカス機構の一部を構成する２条の直進カム１８は本実施形態２では、図１１のように、直進カム板１８１に設けられている。
【００５０】
一方、直進カム板１８１とともに骨格構造部３１（図９）を構成する骨格部１８２は、図１０に示すように、図５に示した骨格構造部３１と同様、格子１５１による骨格構造を円筒面に備える円筒形の部材である。この骨格部１８２は、図６で説明したような３Ｄプリントによる手法や、図７で説明したような鋳造およびその後の内面の切削加工などによる手法によって形成することができる。さらに、骨格部１８２は、同図に示すように、３個所に直進カム板１８１を収容するための例えば切り欠き構造から成るカム板収容部１８１ａ、１８１ａ、１８１ａを備えている。また、骨格部１８２には図５に示した骨格構造部３１と同様、カム筒１４と係合する摺動面２４、２５、ベアリング２２がビス締結されるビス締結穴２３、座面３５、３６が含まれる。さらに、これら案内筒１５の外面に露出させる骨格構造部３１の当接、摺動部位には、ユニット外の鏡筒部品とのビス締結部２８の座面と逃げ、ワッシャースプリング２１との当接面３２、チャージ筒２０と係合する摺動面３３、２４が含まれる。
【００５１】
以上のように、本実施形態２の直進カム板１８１（図１１）、および骨格部１８２（図１０）は別体部材であり、インサート成形によって、図９のように光学特性部５１によって結合される。このインサート成形は、直進カム板１８１（図１１）、および骨格部１８２（図１０）を不図示の適当な位置決め手段を介してインサート成形のための金型（不図示）内の所定位置にセットした後、樹脂材料を注型することによって行う。このインサート成形により、直進カム板１８１（図１１）、および骨格部１８２（図１０）が光学特性部５１内の所定位置に固定される。
【００５２】
なお、直進カム板１８１には、図１１に示すように、金型内での位置決め、ないしは骨格部１８２のカム板収容部１８１ａとの相互位置決めのために突起部１８１ｃや、突条部１８１ｄのような位置決め部を設けておくことができる。また、直進カム板１８１には、軽量化のための開口部１８１ｂをいくつか穿孔（肉抜き）しておくことができる。このような直進カム板１８１の製造手法は任意であり、直進カム板１８１は、例えばプレス加工、あるいは３Ｄプリントによって製造することができる。
【００５３】
光学特性部５１の内面には、反射防止面２９を形成することができる。また、この反射防止面２９は遮光線３０によって構成されていてもよい。反射防止面２９は、金型加工によって遮光線３０を形成する他、別途のマット加工や塗装によって形成してもよい。以上のようにして図９のように構成された案内筒１５は、上記実施形態１の例えば図４に示した案内筒１５と同様に、鏡筒部品の一部として光学部品、例えば長焦点かつ大型の交換レンズ（あるいは固定式レンズ）の鏡筒内に配置できる。
【００５４】
他の部材に対する当接部としての直進カム板１８１、それ以外の骨格部１８２には、それぞれ第１および第２の異なる金属材料を用いることができる。図２１は、実施形態１の図２０と同様の形式で、本実施形態２によって製造した案内筒１５と、比較例における各部の材質、比重、体積、重量などを示している。
【００５５】
図２１の例では、骨格構造部３１の直進カム板１８１には、充分な強度、剛性ないし耐摩耗性などの特性を確保できるよう、第１の金属材料として比重２．６８のアルミニウム合金を用いている。また、それ以外の骨格部１８２には主に軽量化を考慮し、比重１．８のマグネシウム合金を用いている。また、樹脂製の光学特性部５１は、比重が１．２０のＰＣ（ポリカーボネート）で形成することができる。一方、図２１の比較例（１２０３）は、左側の骨格構造部３１と同等、同体積の形状を、アルミニウム合金のみで作製した場合の例で、図２０のものと同じである。
【００５６】
そして、図２１に示すように、総重量が５８．４ｇの比較例（１２０３）の構造に対して、本実施形態２の構造は総重量が２９．７ｇであり、本実施形態２の構造によると、総重量で約４９％の軽量化を達成できている。この軽量化の効果は、骨格構造部３１の全体にアルミニウム合金を適用した図２０（実施形態１）の約４０％の軽量化効果よりもさらに大きい。このように、アルミニウム合金の直進カム板１８１を除く、骨格構造部３１の、より大きな部分を占める骨格部１８２に、さらに軽量なマグネシウム合金を採用することによって、著しい軽量化効果を期待することができる。
【００５７】
＜実施形態３＞
本実施形態３では、上記実施形態２の別体部品によって構成された骨格構造部３１の異なる構成例の１つを示す。以下では、骨格構造部３１ないし案内筒１５とこれらを含む鏡筒部品の全体構造など、不図示の部分については上述同様であるものとする。
【００５８】
本実施形態３の構造は、骨格構造部３１を、上述の直進カム板１８１（図１１）、骨格部１８２（図１２）とベース部１８３（図１３）から成る別体構造としたものである。
【００５９】
図１３に示すように本実施形態３のベース部１８３は、例えば、実施形態２の骨格部１８２（図１０）のベース部を別体に分離したものである。このため、ベース部１８３は、ユニット外の鏡筒部品とのビス締結部２８の座面、ワッシャースプリング２１との当接面３２などを含む。ベース部１８３は、概略、短円筒形状の部分と、フランジ形状の部分から成り、短円筒形状の部分などには、肉抜きのための開口部などを配置することができる。直進カム板１８１（図１１）は、上述の実施形態２と同様の構成を有する。
【００６０】
上記のような別体化により、骨格構造部３１は、比較的構造が単純な直進カム板１８１（図１１）および骨格部１８２（図１２）と、比較的構造が複雑なベース部１８３（図１３）のように分割される。このような別体構造により、これら各部の製造がより容易になり、全体として例えば製造コストや製造時間を低減できる可能性がある。例えば、本実施形態３の構成よると、比較的構造が複雑なベース部１８３を図１３のような小さな形状に分割される。図１３のような小さなサイズ、形状であれば、特定の製造手法、例えば３Ｄプリントなどを利用する場合でもこの部分の製造が容易かつ低コストで行える可能性がある。
【００６１】
また、図１３のように構造が比較的複雑なベース部１８３が切り離されるため、骨格部１８２の形状は図１２のように比較的単純な形状に整理される。このため、図１２の骨格部１８２ａは、例えば図１５および図１６により後述するような手法によって、極めた簡単安価かつ低コストで製造でき、全体として案内筒１５の部分の製造コストを大きく低減できる可能性がある。
【００６２】
インサート成形時には、金型中に直進カム板１８１（図１１）、骨格部１８２（図１２）とベース部１８３（図１３）を適宜位置決めし、光学特性部５１を構成する樹脂材料を注型することにより、例えば図９と同等の全体形状を有する案内筒１５を製造できる。
【００６３】
ここで、図２２に、図２０および図２１と同様の形式で、本実施形態３によって製造した案内筒１５と、比較例における各部の材質、比重、体積、重量などを示す。図２２の案内筒１５の骨格構造部３１は、各々別体の直進カム板１８１（図１１）、骨格部１８２（図１２）とベース部１８３（図１３）から成る別体構造とし光学特性部５１にインサート成形したものである。
【００６４】
図２２に示すように、この例では直進カム板１８１には上記同様、第１の金属材料として比重２．６８のアルミニウム合金を用いている。一方、骨格部１８２およびベース部１８３には、第２の金属材料として、マグネシウム合金よりもさらに軽量なリチウムマグネシウム合金（比重１．３６）を用いている。比較例（１２０３）の構成は、図２０および図２１のものと同じである。
【００６５】
図２２に示すように、総重量が５８．４２ｇの比較例（１２０３）の構造に対して、本実施形態３の構造は総重量が２８．５６ｇであり、本実施形態３の構造によると、総重量で約５１％の軽量化を達成できている。この軽量化の効果は、図２１（実施形態２）の骨格部１８２全体にマグネシウム合金（比重１．８）を用いた構成よりもさらに大きい。本実施形態３のように、アルミニウム合金の直進カム板１８１を除き、骨格構造部３１の、より大きな部分を占める骨格部１８２およびベース部１８３に、さらに軽量なリチウムマグネシウム合金を採用することによって、著しい軽量化効果を期待することができる。その場合でも、骨格部１８２およびベース部１８３を別体構造に整理しておくことによって、これら各部を容易に製造できる可能性があり、骨格構造部３１ないしは案内筒１５、ひいては鏡筒全体を低コストで製造することができる。
【００６６】
＜実施形態４＞
上記実施形態３の骨格部１８２（図１２）は、その外周にリング状の摺動面２４、２５を有している。これらの部分は、他の部材と摺動、即ち他の部材と当接する当接部を構成する。そこで、この部分を耐摩耗性や強度を考慮してアルミニウム合金（上記の第１の金属）から構成し、骨格部１８２（図１２）の他の部分を軽量なリチウムマグネシウム合金（あるいはマグネシウム合金）から構成してもよい。
【００６７】
図１４は、アルミニウム合金（第１の金属）から構成したリング部６４を示している。このリング部６４は、例えば図１２の骨格部１８２のベース部が配置される端部とは反対側のリング状の摺動面２４と同じ形状、サイズで構成されている。図１４のリング部６４は、図１２の摺動面２４と同じ位置に配置した状態で（その場合、骨格部１８２には一体の摺動面２４は設けない）、光学特性部５１中にインサート成形する。これにより、リング部６４によって上述の摺動面２４と同等の部位を構成することができる。あるいは、同様にリング部６４は摺動面２５を構成すべく用いてもよい（その場合、骨格部１８２には一体の摺動面２５は設けない）。
【００６８】
ここで、図２３に、図２０〜図２２と同様の形式で、本実施形態４によって製造した案内筒１５と、比較例における各部の材質、比重、体積、重量などを示す。図２３の案内筒１５の骨格構造部３１は、各々別体の直進カム板１８１（図１１）、骨格部１８２（図１２）とベース部１８３（図１３）、およびリング部６４から成る別体構造とし光学特性部５１にインサート成形したものである。
【００６９】
図２３に示すように、この例では、他の部材との当接部を構成する直進カム板１８１およびリング部６４に第１の金属材料として比重２．６８のアルミニウム合金を用いている。一方、骨格部１８２およびベース部１８３には、第２の金属材料として、マグネシウム合金よりもさらに軽量なリチウムマグネシウム合金（比重１．３６）を用いている。ただし、同図では、摺動面２４に相当する量、骨格部１８２の体積が減少し、別部品のリング部６４のアルミニウム合金の体積が増えている。比較例（１２０３）の構成は、図２０および図２１のものと同じである。
【００７０】
図２３に示すように、総重量が５８．４２ｇの比較例（１２０３）の構造に対して、本実施形態４の構造は総重量が２９．０２ｇであり、本実施形態３の構造によると、総重量で約５０％の軽量化を達成できている。この軽量化の効果は、図２２の場合より、別部品のリング部６４のアルミニウム合金の体積が増えているため、１％程、軽量化の効果が小さい。しかし、それでも図２１（実施形態２）の骨格部１８２全体にマグネシウム合金（比重１．８）を用いた構成よりも大きな軽量化の効果を得られている。製造容易性の効果については実施形態３とほぼ同様である。
【００７１】
また、本実施形態４では、直進カム板１８１だけではなく、摺動面２４として機能させるリング部６４をアルミニウム合金で構成することにより、これらの他の部材との当接部を構成する部位に充分な強度、剛性ないし耐摩耗性などを付与することができる。
【００７２】
なお、上記の実施形態３および４における骨格部１８２（図１２）は、図１５および図１６に示すような手法によって、図１２のような円筒形状に加工することができる。図１５は、プレス加工（あるいはダイキャスト）などの手法によって、所定厚の平板状の金属材料、例えばリチウムマグネシウム合金に上記の格子１５１およびカム板収容部１８１ａを構成する開口部などを形成した骨格部材料１８２１を示している。骨格部材料１８２１には上記の開口部の他その両端部１８２１ａ、１８２１ｂには、円筒形状に加工したときこれら両端部同士を位置決めする凹部１８２３、凸部１８２２の凹凸形状が設けられている。
【００７３】
この骨格部材料１８２１を図１２に示すような骨格部１８２の円筒形状に丸め、両端部１８２１ａ、１８２１ｂの凹、凸部（１８２３、１８２２）を係合させ、接着や溶接などの手法によって相互に固着させる。これにより、図１２の円筒形状を有する骨格部１８２を得ることができる。図１５、図１６に示したような手法によって、比較的低コストかつ容易に実施形態３および４における骨格部１８２（図１２）を製造できる可能性がある。
【００７４】
なお、上記実施形態２〜４では、骨格構造部を他の部品に対する当接部、および、前記当接部を除く骨格構造部の骨格部を別体構造とする構成を示した。しかしながら、本発明の実施には、当接部が第１の金属材料から成る部位を含み、当接部を除く骨格構造部の骨格部が第２の金属材料から成る部位を含んでいれば足りる。即ち、上記実施形態において、別体の骨格構造部の当接部および骨格部は、必ずしもそれぞれ１種類の金属材料で構成されることが必須ではなく、例えば上記第１または第２の金属材料と異なる材質の部分が含まれていてもよい。例えば、上記の当接部の他の部品に対する当接面を構成する第１の金属材料として耐摩耗性の高い金属材料の薄膜などから構成し、他の部分がその第１の金属材料と異なる他の材料で構成されていてもよい。骨格部についても同様であり、例えば強度や剛性の必要な部位に、第２の金属材料として強度や剛性を考慮した金属材料を用い、他の部分がその第２の金属材料と異なる他の材料で構成されていてもよい。
【００７５】
＜実施形態５＞
本実施形態では、本発明を採用した光学部品の一例として、光学素子ホルダ（実施形態５）としてのミラーホルダを示す。
【００７６】
図１７は、本実施形態のミラーホルダを用いることができる光学機器として、一眼レフデジタルカメラの構成を示している。撮影レンズ１にカメラ本体２が接続されている。被写体からの光は撮影レンズ１に含まれるレンズ３などの光学レンズを介して撮影される。撮影前は主ミラー７により反射され、プリズム１１を透過後、ファインダーレンズ１２を通して撮影者に撮影画像が映し出される。
【００７７】
本実施形態でも、主ミラー７はハーフミラーとなっており、主ミラーを透過した光はサブミラー８によりＡＦ（オートフォーカス）ユニット１３の方向に反射され、例えばこの反射光は測距に使用される。不図示の駆動機構を介して、撮影時には主ミラー７とサブミラー８を光路外に移動させ、シャッター９を開き、撮像素子１０に撮影レンズ１から入射した撮影光像を結像させる。また、絞り６は、開口面積を変更することにより撮影時の明るさや焦点深度を変更できるよう構成される。
【００７８】
なお、図１７の一眼レフカメラの撮像素子１０に替えて銀塩フィルムに変更する可能性がある。その場合、本実施形態のミラーホルダは、後述同様の構成を実施することができる。また、撮影レンズ１は、カメラ本体２に固定的に装着されていてもよいが、この種の光学機器では、多くの場合、撮影レンズ１はカメラ本体２のボディに対して着脱可能な交換レンズとして構成される点は上記の実施形態１〜４と同様である。
【００７９】
主ミラー７は主ミラーホルダ４０に接着などによって装着、支持されている。図１７の主ミラー７および主ミラーホルダ４０の揺動位置は、撮影時とは異なるファインダーレンズ１２方向へ観察光を反射させる観察位置である。撮影時には、シャッター９の開放と同期的に、不図示の駆動機構を介して矢印で示すように、主ミラー７および主ミラーホルダ４０を図の水平位置まで揺動させる。この際、同時にサブミラー８は、主ミラーホルダ４０とほぼ面一になるよう同期して折り疊まれる。
【００８０】
この主ミラーホルダ４０を揺動させる目的は、主ミラーホルダ４０は主ミラー７を撮影光路外に移動させること、また、ファインダーレンズ１２を介して外部から入ってくる光によるゴーストを防止すべくファインダーレンズ１２との間の光路を遮蔽することにある。撮影後、即ち、撮像素子１０に必要な露光を行った後、シャッター９を閉成させるが、これに同期してファインダーに撮影画像を映すために図１７に図示した位置に素早く戻る機構となっている。このため、主ミラーホルダ４０を介して揺動される主ミラー７はクイックリターンミラーなどと呼ばれることがある。
【００８１】
主ミラー７、サブミラー８を含む主ミラーホルダ４０のユニットは、揺動速度や制止時間といった（クイックリターン）駆動特性を向上させるため軽量化が望まれている。一方で、従来構成では、駆動時の衝撃に対する強度や主ミラー７の確実な保持、撮影時とその前後での無駄な光の遮光性の観点から、主ミラーホルダ４０に対して例えば大胆な肉抜きなどを行って軽量化を行うのが困難な可能性がある。
【００８２】
本実施形態５の主ミラーホルダ４０を図１８に示す。図１８は、主ミラーホルダ４０の下面後方左側からの斜視図であり、特にサブミラー８を取り外した状態で主ミラーホルダ４０を図示している。強度、剛性を保つための骨格構造部１６１と、この骨格構造部１６１に対して黒色などの樹脂材料をインサート成形して形成した、遮光性あるいはさらに反射防止特性を有する光学特性部５２のコンポジット構造となっている。即ち、本実施形態の光学素子ホルダ、即ち、主ミラーホルダ４０骨格構造部１６１と、光学特性部５２とが結合されて成る構造体によって、主ミラー７、あるいはさらにサブミラー８を支持する。図１８で平板状に図示されている主ミラーホルダ４０のソリッドな形状は、以下で特記する以外の部分を除き、樹脂製の光学特性部５２によって構成されている。
【００８３】
図１８において、主ミラーホルダ４０は回転軸４１を有し、この回転軸４１廻りに上記の揺動駆動が行われる。回転軸４１、４１の根元には、カメラ本体２側の軸受（不図示）と当接、摺動し、図の左右方向の動きを規制する受け面４２が設けられる。これらの他の部品に対する当接ないし摺動部を構成する回転軸４１、受け面４２は、骨格構造部１６１と一体に成形されており、樹脂から成る光学特性部５２から露出させてある。
【００８４】
上記のように、主ミラーホルダ４０は、シャッター駆動時を除き、図１７のように傾斜した姿勢でカメラの主光路中に挿入された姿勢を維持する。この時、主ミラーホルダ４０の背面先端のカメラ本体２の位置決め部材（不図示）と当接する。この他の部品に対する当接ないし摺動部を構成する受け面４３は骨格構造部１６１と一体に成形されており、樹脂から成る光学特性部５２から露出させてある。
【００８５】
サブミラー８も、主ミラー７と同様に、図１７において水平姿勢を取るよう、主光路から退避させる必要がある。このため、主ミラーホルダ４０には、サブミラー８を主ミラーと平行な姿勢になるよう揺動駆動するための回転軸４４、４４が設けられ、その根元にはサブミラー８を保持するホルダ（不図示）と当接、摺動する受け面４５、４５が配置されている。この他の部品に対する当接ないし摺動部を構成する受け面４５は骨格構造部１６１と一体に成形されており、樹脂から成る光学特性部５２から露出させてある。
【００８６】
また、主ミラーホルダ４０が光路外に移動した時に背面部に光が反射して発生するゴーストやフレアを防止する必要がある。このため、主ミラーホルダ４０の背面の必要な部位に遮光線４６から成る反射防止面を形成する。図１８において遮光線４６により構成した反射防止面は、光学特性部５２のインサート成形時に同時成形によって形成することができる。また、遮光線４６により構成した反射防止面の部位は、マット処理による艶消しや塗装などの後加工によって形成してもよい。なお、撮影時に図１７の水平位置に移動した時、主光軸方向を向く姿勢となる受け面４３、４３にも、例えば塗装によって同様の反射防止面を形成しておくことができる。
【００８７】
本実施形態５の光学部品としての主ミラーホルダ４０でも、上記実施形態１（〜４）と同様に強度、剛性を保つための骨格構造部１６１は金属により構成されている。ただし、図１８に示したように、骨格構造部１６１の上記の当接、摺動部を構成する部位以外の大部分は光学特性部５２の樹脂の表面より内側に埋設されて覆われ、外観上は見えない構成となっている。図１８では、当接、摺動部を構成する部位以外の骨格構造部１６１の部位はほぼ主ミラーホルダ４０の縁部のみに露出し、それ以外の部位は光学特性部５２に内部に埋設されている。
【００８８】
図１９に、光学特性部５２の樹脂をインサートする前の主ミラーホルダ４０の骨格構造部１６１の構成例を示す。図１９の骨格構造部１６１は、図１８の主ミラーホルダ４０と同様に下面後方左側から骨格構造部１６１を示している。
【００８９】
本実施形態の主ミラーホルダ４０の骨格構造部１６１は、実施形態１〜４と同様に格子状であるが、本実施形態では主ミラーホルダ４０の骨格としてある程度の厚みを得るために、図１９のような立体格子構造とする。この種の立体格子構造は「ラティス構造」などと呼ばれることがある。この立体格子構造は、離間した多数の傾斜格子１６１１、１６１１…を適当な間隔で配置し、結合した形状となっている。また、骨格構造部１６１の上記の当接、摺動部を構成する部位（４１、４２、４３、４４、４５など）は、図１８と同一の形状で造形されている。骨格構造部１６１の中央の部位は、ハーフミラーの主ミラー７を介してサブミラー８方向に進む光を通過させる開口部８１となっている。
【００９０】
図１９の骨格構造部１６１は、その立体格子構造において、傾斜格子１６１１によってそれぞれ規則的な配置をもって画成される開口部によって肉抜きされている。このため、骨格構造部１６１の大幅な軽量化が可能である。図１９に示したような形状の立体格子構造ないしラティス構造は、特に３Ｄプリンタ２０１などによる造形に適している。
【００９１】
即ち、図１９の骨格構造部１６１は、上述同様に、３Ｄプリンタ２０１には、骨格構造部１６１を造形するための３Ｄプリントデータ２０２を供給して造形することができる。その場合、例えば、積層造形を繰り返す積層方向Ｌは、骨格構造部１６１の厚み方向に取る。この場合、上述の格子１５１２の場合と同様の理由で、骨格構造部１６１の傾斜格子１６１１または１６１３は、１層の３Ｄ造形層の含まれる平面と垂直な直線（法線）に対して傾斜する傾斜角度が５０°以下となるような形状とするのが好ましい。この傾斜角度の基準となる１層の３Ｄ造形層の含まれる平面としては、例えば受け面４３が考えられる。なお、ここで、１層の３Ｄ造形層の含まれる平面は、骨格構造部１６１が後に樹脂の光学特性部５２と結合されて構成される構造体の１面（例えば受け面４３や図１８の遮光線４６などが設けられる背面）に対して、とほぼ平行である場合を考えている。
【００９２】
なお、主ミラーホルダ４０の製作において、３Ｄプリンタ、インサート成形では精度が保証し難い部位はインサート成形後に機械加工による二次加工（後加工）を行い、必要な精度を実現するような製造方法を取ることもできる。その場合、３Ｄプリンタ、インサート成形の際に二次加工（後加工）を施す部位には余肉を付けておくことが望ましい。
【００９３】
また、以上では金属製の骨格構造部１６１は、主ミラーホルダ４０の側面部では樹脂の光学特性部５２から露出する構造を例示した。しかしながら、この光学特性部５２から露出した骨格構造部１６１の部位で光が反射しゴーストやフレアが発生する可能性がある。その場合、この骨格構造部１６１の露出部位に必要に応じて塗装やアルマイト処理により着色などを行い、骨格構造部１６１の露出部に反射防止特性を付与してもよい。
【００９４】
なお、本実施形態の主ミラーホルダ４０の骨格構造部１６１でも、上記実施形態と同様に骨格構造部１６１に規則的に配置する開口部（肉抜き部）の形状は、位相最適化解析などを用いて決定してもよい。
【００９５】
本実施形態５の光学部品、主ミラーホルダ４０において、金属製の骨格構造部１６１は、例えば、図２４に示すように、比重が１．８１のマグネシウム合金から形成することができる。樹脂製の光学特性部５２は比重が１．２０のＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）を発泡率＝１割で発泡成形し、インサート成形後の比重は１．０８である。図２４に示すように、この例では、骨格構造部１６１（金属部）の体積は０．３４ｃｍ＾３で重量０．６２ｇであり、光学特性部５２（樹脂部）の体積は０．５５ｃｍ＾３で重量０．５９ｇ、金属部と樹脂部を足した総重量は１．２１ｇである。
【００９６】
一方、比較例（１２０４）は、同図左側（本実施形態５）の骨格構造部１６１（金属部）および光学特性部５２（樹脂部）に相当する同体積の形状を、マグネシウム合金のみで作製した場合の例である。比較例（１２０４）の総重量は１．６０ｇとなっており、本実施形態５の構造によると、総重量で約２５％の軽量化を達成できている。
【００９７】
以上のようにして、本実施形態によれば、要求仕様を満たす強度や耐摩耗性を確保でき、しかも、遮光性や不要光の反射防止特性など、必要な光学特性を兼ね備えた小型軽量な光学素子ホルダ、特に主ミラーホルダを実現できる。また、本実施形態の光学素子ホルダを用いて、高性能なデジタルないし銀塩カメラなどの光学機器を実現することができる。
【００９８】
なお、本実施形態５のようなミラーホルダにも、上記実施形態２〜４に示した、骨格構造部を他の部品に対する当接部、および、前記当接部を除く骨格構造部の骨格部が別体、ないしは異なる第１および第２の金属材料から成る構成を実施することができる。例えば、主ミラーホルダ４０の骨格構造部１６１のうち、当接部、即ち、回転軸４１、４４、受け面４２、４３、４５といった、他の部品に対して摺動したり当接したりする部位を第１の金属材料から構成する。そしてこれらと異なる他の部位は第２の金属材料から構成する。その場合、上述同様に、例えば第１の金属材料にはアルミニウム合金を用い、第２の金属材料にはマグネシウム合金やリチウムマグネシウム合金を用いる。このような構造および金属材料の選択によって、軽量化と剛性、強度ないし耐久性においてバランスの取れた良好な特性を有する主ミラーホルダを提供できる。
【００９９】
＜実施形態６＞
本実施形態では骨格構造部のインサート成形時に光学特性部と接する面に微小なアンカー形状部を複数設け、アンカー効果によって骨格構造部と光学特性部の接合をより堅固に結合させている。収縮率が大きい樹脂材料を使用したり、光学特性部をより薄肉化する場合に、インサート成形後に光学特性部の剥離の発生が懸念される場合に本実施形態は有効である。
【０１００】
図２５は本発明の実施形態６に係るアンカー形状部６３を形成した鏡筒の筐体部品、特に骨格構造部３１の断面構造を示し、（Ａ）は筐体部品としての案内筒１５の断面図、（Ｂ）はその一部を拡大して示した断面図、（Ｃ）はさらにその一部を拡大した断面図、（Ｄ）は（Ｃ）を図右側から見た図である。
【０１０１】
図２５に示すように骨格構造部３１の光学特性部５１と接する面３１ａに微小なアンカー形状部６３を複数形成している。微小なアンカー形状部６３は、上記骨格構造部３１の表面３１ａに形成された微小な凹部であり、図２５（Ｂ）において入口部６３ａの幅（寸法）Ｘが底辺部６３ｂ（奥側部）の幅Ｙより小さくなっている。即ち、アンカー形状部６３は、入口部６３ａよりもその内部空間Ｓが大きくなるように形成されており、インサート成形時に、この内部空間Ｓに樹脂が流れ込み固化することで骨格構造部３１と光学特性部５１が強固に接合され、光学特性部５１の割れや剥離を防止することが可能となる。
【０１０２】
微小なアンカー形状部６３を有する骨格構造部３１の製造は３Ｄプリンタを用いることが好適である。積層方向Ｌにそって造形積層を繰り返す場合、微小なアンカー形状部６３の入口部６３ａの幅Ｘの大きさは使用する３Ｄプリンタの積層厚みの２倍以上となるように設定されることが望ましい。本実施の形態では、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲で設定される。小さいと穴がふさがってしまう可能性があり、大きいと肉厚が厚くなり、光学特性部にヒケやボイドが発生する可能性があるためである。
【０１０３】
また、一般的に樹脂が流動する最小の肉厚である０．０２ｍｍ以上を確保する。寸法Ｙに関しては、入口部寸法Ｘより大きくし、アンカー形状部を構成する。例えば積層厚さが０．０２ｍｍの場合は、寸法Ｘを０．０４ｍｍ、寸法Ｙを０．０８ｍｍとする。
【０１０４】
微小なアンカー形状部は、造形直後には粉末が封入されているため、造形終了後、または二次加工後に粉末の除去を行う。除去方法は、掃除機等による吸引、エアーガンによる吹き飛ばし、超音波洗浄など、アンカー形状部内の粉末を除去できるものであればよい。
【０１０５】
以上のようにして、本実施形態によれば、骨格構造部と光学特性部の接合をより堅固に結合させることが可能となり、樹脂材料、肉厚設定等の自由度が向上し、より軽量な部品構成を実現することができる。
【０１０６】
なお、上述で示した微小なアンカー形状の形態は、一例であり、骨格構造部と光学特性部がアンカー効果により強固に接続される構成であれば良く、上述の形態に限定されない。
【符号の説明】
【０１０７】
１…撮影レンズ、２…カメラ本体、３…レンズ、４…フォーカスユニット、５…フォーカスレンズ、６…絞り、７…主ミラー、８…サブミラー、９…シャッター、１０…撮像素子、１１…プリズム、１２…ファインダーレンズ、１３…ＡＦユニット、１４…カム筒、１５…案内筒、１６…フォーカスレンズホルダ、１７…斜めカム、１８…直進カム、１９…ベアリング、２０…チャージ筒、２１…ワッシャースプリング、２２…ベアリング、２３…ビス締結穴、２４、２５…摺動面、２６、２７…キー溝、２８…ビス締結部、２９…反射防止面、３０…遮光線形成面、３１、１６１…骨格構造部、３２…当接面、３５、３６…ビス座面、３７…鋳造部品、３８…湯流れ代、３９…除去ライン、４０…主ミラーホルダ、４１、４４…回転軸、４２、４３、４５…受け面、４６…遮光線、５１、５２…光学特性部、２０１…３Ｄプリンタ、２０２…３Ｄプリントデータ、６３…アンカー形状
【図１】
2018194813.tif 000003
【図２】
2018194813.tif 000004
【図３】
2018194813.tif 000005
【図４】
2018194813.tif 000006
【図５】
2018194813.tif 000007
【図６】
2018194813.tif 000008
【図７】
2018194813.tif 000009
【図８】
2018194813.tif 000010
【図９】
2018194813.tif 000011
【図１０】
2018194813.tif 000012
【図１１】
2018194813.tif 000013
【図１２】
2018194813.tif 000014
【図１３】
2018194813.tif 000015
【図１４】
2018194813.tif 000016
【図１５】
2018194813.tif 000017
【図１６】
2018194813.tif 000018
【図１７】
2018194813.tif 000019
【図１８】
2018194813.tif 000020
【図１９】
2018194813.tif 000021
【図２０】
2018194813.tif 000022
【図２１】
2018194813.tif 000023
【図２２】
2018194813.tif 000024
【図２３】
2018194813.tif 000025
【図２４】
2018194813.tif 000026
【図２５】
2018194813.tif 000027