(57)【要約】【課題】光学機器の大型化を招くことなく、かつ耐衝撃性を低下させることなく、レンズ保持部を回転規制した状態で光軸方向に高精度で直進案内する機構を実現する仕組みを提供する。【解決手段】光学機器は、レンズ５ａを保持するレンズ保持部５と、レンズ保持部５を光軸方向に移動可能に直進案内する直進ガイド軸６ｄと、レンズ保持部５を直進ガイド軸６ｄに沿って光軸方向に移動させる駆動手段７と、直進ガイド軸６ｄに沿って光軸方向に移動するレンズ保持部５の回転を規制する回転規制軸６ｂと、を備える。レンズ保持部５には、回転規制軸６ｂが挿入されることで回転規制軸６ｂに係合する係合溝５ｄが径方向外側に開口して形成され、回転規制軸６ｂのレンズ保持部５の径方向内側を向く位置には、レンズ保持部５の脱落防止用の突起６ｃが回転規制軸６ｂの軸方向の全長に渡って設けられる。【選択図】図７
2015138046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部を光軸方向に移動可能に直進案内する直進ガイド軸と、
前記レンズ保持部を前記直進ガイド軸に沿って光軸方向に移動させる駆動手段と、
前記直進ガイド軸に沿って光軸方向に移動する前記レンズ保持部の回転を規制する回転規制軸と、を備え、
前記レンズ保持部には、前記回転規制軸が挿入されることで前記回転規制軸に係合する係合溝が径方向外側に開口して形成され、
前記回転規制軸の前記レンズ保持部の径方向内側を向く位置には、前記レンズ保持部の脱落防止用の突起が前記回転規制軸の軸方向の全長に渡って設けられることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記レンズ保持部には、径方向外側に斜めに突出する被回転規制部が設けられ、前記被回転規制部に前記係合溝が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記被回転規制部の先端は、前記レンズの光軸を中心とした半径の円弧形状に形成され、前記回転規制軸の一部が前記被回転規制部の先端から突出して配置されることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記突起は、断面矩形状に形成され、前記回転規制軸の先端部から基端部に向けて次第に高くなるように傾斜して設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記直進ガイド軸と前記回転規制軸とは、前記レンズの光軸を間に挟んで前記レンズ保持部の径方向に対向する位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置を含む光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等では、高画質化の要請に伴い、撮像素子が高画素化され、より高精度のレンズ光学系が求められている。カメラの鏡筒には、撮像素子にピントが合うようにフォーカスレンズが設けられており、被写体の距離に応じてフォーカスレンズの光軸方向の位置を微調整し、より良い画像を得るようにしている。
【０００３】
フォーカスレンズを光軸方向に移動させる機構としては、鏡筒外部に配置されたモータによってフォーカスレンズの保持枠を金属製ガイドバーに沿って光軸方向に案内し、サブガイドバーにより保持枠の回転を規制する技術が提案されている（特許文献１）。この提案では、保持枠の回転を規制するサブガイドバーは、樹脂モールド材で形成され、基端部のみリブで補強されている。
【０００４】
また、同様に、モータによりレンズの保持枠を金属製ガイドバーに沿って光軸方向に案内するとともに、サブガイドバーにより保持枠の回転を規制するが、保持枠とサブガイドバーとの係合量を十分に確保した技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６４２１４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１では、金属製ガイドバーが鏡筒の外部に配置され、サブガイドバーが鏡筒の内部に配置されている。このため、金属製ガイドバーとサブガイドバーとの鏡筒の径方向の距離が大きくなり、外部からの衝撃等でサブガイドバーとフォーカスレンズの保持枠との係合が外れてしまうおそれがある。
【０００７】
また、上記特許文献２では、サブガイドバーと保持枠との間に十分な係合量を確保しているが、係合量を十分に確保した分だけ鏡筒が径方向に大型化してカメラの大型化を招くことになる。
【０００８】
そこで、本発明は、光学機器の大型化を招くことなく、かつ耐衝撃性を低下させることなく、レンズ保持部を回転規制した状態で光軸方向に高精度で直進案内する機構を実現する仕組み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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の光学機器は、レンズを保持するレンズ保持部と、前記レンズ保持部を光軸方向に移動可能に直進案内する直進ガイド軸と、前記レンズ保持部を前記直進ガイド軸に沿って光軸方向に移動させる駆動手段と、前記直進ガイド軸に沿って光軸方向に移動する前記レンズ保持部の回転を規制する回転規制軸と、を備え、前記レンズ保持部には、前記回転規制軸が挿入されることで前記回転規制軸に係合する係合溝が径方向外側に開口して形成され、前記回転規制軸の前記レンズ保持部の径方向内側を向く位置には、前記レンズ保持部の脱落防止用の突起が前記回転規制軸の軸方向の全長に渡って設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光学機器の大型化を招くことなく、かつ耐衝撃性を低下させることなく、レンズ保持部を回転規制した状態で光軸方向に高精度で直進案内する機構を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の光学機器の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すデジタルカメラを背面側から見た図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラの制御ブロック図である。
【図３】レンズ鏡筒の収納状態での光軸方向に沿う断面図である。
【図４】レンズ鏡筒の撮影状態（繰り出し状態）での光軸方向に沿う断面図である。
【図５】移動カム環、外筒及び固定カム環の斜視図である。
【図６】レンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図７】（ａ）はフォーカスユニットを被写体側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図８】図７（ａ）に示すフォーカスユニットの右側面図である。
【図９】図７（ａ）に示すフォーカスユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本発明の光学機器の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すデジタルカメラを背面側から見た図である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ２３は、正面側に、被写体の構図を決めるファインダ２１、測光測距を行う場合の補助光源２０、ストロボ装置２２、及びレンズ鏡筒１６が設けられる。レンズ鏡筒１６は、撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム式とされている。
【００１５】
デジタルカメラ２３の上面側には、レリーズボタン１７、電源切換えボタン１９、及びズームスイッチ１８が設けられる。また、図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ２３の背面側には、操作ボタン２６〜３１、ＬＣＤ等のディスプレイ２５、及びファインダ接眼部２４が設けられる。
【００１６】
図２は、図１に示すデジタルカメラ２３の制御ブロック図である。バス４３には、ＣＰＵ４５、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６、レリーズボタン１７、操作ボタン２６〜３１、ディスプレイ２５、電源切換えボタン１９、ズームスイッチ１８、メモリ３９、圧縮伸張部４０、メモリカードドライブ４１及び駆動回路４２が接続される。
【００１７】
駆動回路４２には、レンズ鏡筒１６をズーム駆動するズーム機構３２、フォーカスレンズ５ａを駆動するフォーカス駆動機構７、シャッタ３ｄを駆動するシャッタ駆動機構３３、絞り３４を駆動する絞り駆動機構３５が接続される。また、駆動回路４２には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１０及びストロボ装置２２が接続される。駆動回路４２に接続された各ユニットは、ＣＰＵ４５からの信号に基づいて該駆動回路４２を介して駆動が制御される。
【００１８】
ＲＯＭ４４には、各種制御プログラム等が記憶され、ＲＡＭ４６には、各種制御プログラムに必要なデータが記憶されている。アナログ信号処理部３６は、撮像素子１０から出力された画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部３７に出力する。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換部３７は、撮像素子１０から取り込んだアナログデータをデジタルデータに変換して、デジタル信号処理部３８に出力する。デジタル信号処理部３８は、Ａ／Ｄ変換部３７で変換されたデジタルデータに対して所定の処理を行い、画像データとしてメモリ３９に出力する。
【００２０】
メモリ３９に記憶された画像データは、圧縮伸張部４０によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮処理等が施された後、メモリカードドライブ４１に装着されたメモリーカードに出力されて記憶される。
【００２１】
また、メモリ３９に記憶された画像データやメモリカードドライブ４１に記憶された画像データを圧縮伸張部４０によって伸張処理を行い、その後、バス４３を介してディスプレイ２５に表示させることができる。
【００２２】
次に、図３乃至図９を参照して、レンズ鏡筒１６について説明する。
【００２３】
図３は、レンズ鏡筒１６の収納状態での光軸方向に沿う断面図である。図４は、レンズ鏡筒１６の撮影状態（繰り出し状態）での光軸方向に沿う断面図である。図５は、移動カム環８、外筒８１及び固定カム環９の斜視図である。図６は、レンズ鏡筒１６の分解斜視図である。
【００２４】
図３乃至図６に示すように、レンズ鏡筒１６は、１群レンズ１ａを保持する１群レンズ保持部１ｂを備える。１群レンズ保持部１ｂの正面側には、バリア保持部１が配置され、２群レンズ保持部１ｂの背面側には、２群レンズ２ｂを保持する２群レンズ保持部２が配置され、２群レンズ保持部２の背面側には、３群レンズ保持部３が配置されている。３群レンズ保持部３は、３群レンズ３ａを保持する３群レンズ保持枠１３と、３群レンズ保持枠１３の背面側に配置されるシャッタ３ｄとを有する。
【００２５】
３群レンズ保持部３の背面側には、防振レンズとして機能する４群レンズ４ａを保持する４群レンズ保持部４が設けられ、４群レンズ保持部４の背面側には、フォーカスレンズ５ａを保持するフォーカスレンズ保持部５が設けられる。
【００２６】
フォーカスレンズ保持部５の背面側には、６群レンズ６ａを保持する６群レンズ保持部６が設けられ、フォーカスレンズ保持部５、及び６群レンズ保持部６により、フォーカスユニットを構成している。
【００２７】
６群レンズ保持部６には、フォーカスモータ７が固定され、フォーカスモータ７の駆動によりフォーカスレンズ保持部５が光軸方向に移動して合焦動作が行われる。また、６群レンズ保持部６の背面側には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１０を有する撮像素子ユニット１００を保持した素子ユニット保持枠１１が設けられる。
【００２８】
２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、及び４群レンズ保持部４の外周側には、移動カム環８が設けられる。移動カム環８の内周部には、２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、及び４群レンズ保持部４に対応するカム溝が形成されている。
【００２９】
２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、及び４群レンズ保持部４は、移動カム環８の内周部に形成された対応するカム溝に追従することにより、光軸方向に移動できるようになっている。また、移動カム環８の外周側には、１群レンズ保持部１ｂが設けられ、１群レンズ保持部１ｂは、移動カム環８の外周部に形成されたカム溝に追従することにより、光軸方向に移動できるようになっている。
【００３０】
１群レンズ保持部１ｂの外周側には、バリア保持部１が配置されている。バリア保持部１は、移動カム環８の外周部に形成された１群レンズ保持部１ｂが追従するカム溝とは別のカム溝に追従することにより、１群レンズ保持部１ｂとは異なるカム軌跡で光軸方向に移動できるようになっている。
【００３１】
また、移動カム環８の外周側には、固定カム環９が設けられる。固定カム環９の内周部に形成されたカム溝に追従して移動カム環８が光軸方向に移動できるようになっている。固定カム環９の外周側には、駆動環１４が設けられ、駆動環１４の外周側は、カバー筒１２によって覆われて保護される。
【００３２】
６群レンズ保持部６は、固定カム環９により回転が規制された状態で駆動環１４の内周部に形成されたカム溝に追従する。駆動環１４がズーム機構３２により固定カム環９の外周側で回転することにより、６群レンズ保持部６が駆動環１４のカム溝に沿って光軸方向に進退移動する。
【００３３】
また、駆動環１４の回転に伴って移動カム環８も固定カム環９の内周側で回転し、移動カム環８のフォロア８ｂ（図５参照）が固定カム環９のカム溝９ａに追従することで移動カム環８が回転しながら光軸方向に進退移動する。そして、移動カム環８の回転に伴って、バリア保持部１、１群レンズ保持部１ｂ、２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、４群レンズ保持部４、及び６群レンズ保持部６が光軸方向に移動する。
【００３４】
図６に示すように、６群レンズ保持部６の外周部には、光軸と平行に被写体側に延びる回転規制部６ｂが一体に設けられ、３群レンズ保持部３のシャッタ３ｄには、被回転規制部３ｂが一体に設けられる。
【００３５】
被回転規制部３ｂは、鞘状に形成され、６群レンズ保持部６が光軸方向に進退移動する際に、回転規制部６ｂが挿入されて、挿入された回転規制部６ｂを保持する。回転規制部６ｂ及び被回転規制部３ｂは、それぞれレンズ鏡筒１６の周方向に略１８０°離間して一対ずつ配置されている。
【００３６】
被回転規制部３ｂのレンズ鏡筒１６の周方向の両側には、回転規制用被当接部３ｃが設けられる。回転規制用被当接部３ｃには、４群レンズ保持部４に設けられた回転規制用当接部４ｂが周方向に当接する。これにより、４群レンズ保持部４が３群レンズ保持部３によって回転規制される。
【００３７】
また、２群レンズ保持部２の外周部には、光軸と平行に像面側に向けて延びる回転規制部２ｃが周方向に複数設けられる。回転規制部２ｃは、２群レンズ保持部２及び３群レンズ保持部３が光軸方向に相対移動する際、３群レンズ保持枠１３の外周部に設けられた直進溝１３ａに光軸方向に挿入される。これにより、２群レンズ保持部２が３群レンズ保持部３によって回転規制される。
【００３８】
更に、２群レンズ保持部２の外周部には、径方向外側に突出する回転規制用突起２ａが周方向に複数設けられる。回転規制用突起２ａは、２群レンズ保持部２及び１群レンズ保持部１ｂが光軸方向に相対移動する際、１群レンズ保持部１ｂの内周部に設けられた直進溝に対して挿入される。これにより、１群レンズ保持部１ｂが２群レンズ保持部２によって回転規制される。
【００３９】
移動カム環８の外周側には、外筒８１がバリア保持部１の外周側に位置して設けられる。外筒８１は、移動カム環８に対して３カ所のスナップフィットによって互いに固定されて移動カム環８と一体に光軸方向に進退移動する。
【００４０】
次に、レンズ鏡筒１６の組立順に従って説明する。まず、移動カム環８の内周部に２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、及び４群レンズ保持部４を組み込む。次に、固定カム環９の像面側から移動カム環８を組み込む。このとき、移動カム環８のフォロア８ｂが固定カム環９のカム溝９ａに組み込まれる。
【００４１】
次に、６群レンズ保持部６を含むフォーカスユニット、駆動環１４、及びカバー筒１２を組み込み、撮像素子ユニット１００を保持した素子ユニット保持枠１１を背面側から覆うように組み付けて蓋をする。この状態で、２群レンズ保持部２、３群レンズ保持部３、４群レンズ保持部４及び６群レンズ保持部６の各レンズの倒れや偏芯等を補正する等の光軸合わせのための偏芯調整を行うことができる。これにより、光学敏感度に優れたレンズ鏡筒１６とすることができる。
【００４２】
その後、移動カム環８を繰出し側の組立位相まで繰出し方向に回転させ、この状態で移動カム環８の外周側に１群レンズ保持部１ｂ及びバリア保持部１を組み付ける。そして、移動カム環８を一旦収納方向に回転させて繰出し側のメカ端へ移動させ、この状態で１群レンズ保持部１ｂ及び移動カム環８の外周側に外筒８１を組み込む。
【００４３】
バリア保持部１には、バリア羽根１ｄが開閉可能に保持され、図４に示すレンズ鏡筒１６の撮影位置では、バリア羽根１ｄが開いて開口され、図３に示すレンズ鏡筒１６の撮影位置では、バリア羽根１ｄが閉じて１群レンズ１ａが保護される。
【００４４】
次に、図７乃至図９を参照して、フォーカスレンズ保持部５及び６群レンズ保持部６により構成されるフォーカスユニットについて詳述する。図７（ａ）はフォーカスユニットを被写体側から見た正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の部分拡大図である。図８は、図７（ａ）に示すフォーカスユニットの右側面図である。図９は、図７（ａ）に示すフォーカスユニットの斜視図である。
【００４５】
図７乃至図９に示すように、フォーカスレンズ保持部５には、フォーカスレンズ５ａが保持され、フォーカスレンズ保持部５の背面側には、６群レンズ６ａを保持する６群レンズ保持部６が設けられる。６群レンズ保持部６には、フォーカスモータであるフォーカス駆動機構７が固定される。フォーカス駆動機構７には、被写体側に延びるねじ軸７ａが光軸と平行に設けられ、フォーカス駆動機構７が駆動されることで、ねじ軸７ａが回転駆動される。
【００４６】
また、６群レンズ保持部６には、被写体側に延びる金属製の直進ガイド軸６ｄが光軸と平行になるように組み込まれており、フォーカスレンズ保持部５は、直進ガイド軸６ｄにより光軸方向に移動可能に保持されている。フォーカスレンズ保持部５には、ナットやラック等で構成される雌ねじ部５ｃが一体に設けられ、雌ねじ部５ｃは、フォーカス駆動機構７のねじ軸７ａに螺合している。
【００４７】
フォーカスレンズ保持部５の直進ガイド軸６ｄとの係合部分とフォーカスレンズ５ａを間に挟んで径方向に対向する位置には、径方向外側に斜め方向に突出する被回転規制部５ｂが設けられる。被回転規制部５ｂの先端には、径方向外側に開口する係合溝５ｄが形成され、係合溝５ｄには、６群レンズ保持部６に一体に設けられた回転規制軸６ｂが挿入される。これにより、係合溝５ｄが回転規制軸６ｂに対して光軸方向に移動可能に係合している。回転規制軸６ｂは、直進ガイド軸６ｄと同様に、光軸と平行になるように被写体側に延びて設けられている。
【００４８】
そして、フォーカス駆動機構７の駆動によりねじ軸７ａが回転すると、ねじ軸７ａと雌ねじ部５ｃとのねじ作用により、フォーカスレンズ保持部５が回転規制軸６ｂにより回転が規制された状態で直進ガイド軸６ｄに沿って光軸方向に直進案内される。
【００４９】
ところで、レンズ鏡筒１６は、略円筒状であるため、フォーカスレンズ保持部５も略円筒の内部に収まるように配置される。また、フォーカスレンズ保持部５の光軸方向の位置精度をできるだけ高めるために、フォーカスレンズ保持部５を保持する直進ガイド軸６ｄと回転規制軸６ｂは、できるだけレンズ鏡筒１６の外周付近に配置し、互いに離れた位置に配置するのが望ましい。
【００５０】
回転規制軸６ｂをできるだけレンズ鏡筒１６の外周に配置したとき、直進ガイド軸６ｄと回転規制軸６ｂとの距離に対する回転規制軸６ｂと被回転規制部５ｂとの相対的な係合量が減少してしまう。このため、外部からの衝撃により被回転規制部５ｂが回転規制軸６ｂから外れてしまうという懸念が発生する。
【００５１】
そこで、本実施形態では、回転規制軸６ｂの外周部に脱落防止用の突起６ｃを回転規制軸６ｂの軸方向の全長に渡って設けている。突起６ｃは、フォーカスレンズ保持部５の径方向内側、好ましくは回転規制軸６ｂの直進ガイド軸６ｄの方向を向く側に配置されている。
【００５２】
また、突起６ｃは、断面矩形状に形成され、回転規制軸６ｂの先端部から基端部に向けて次第に高くなるように傾斜して設けられて、均一高さにする場合に比べて被回転規制部５ｂの先端が突起６ｃに引っ掛かりやすくなっている。外部からの衝撃が加わって回転規制軸６ｂから被回転規制部５ｂが外れそうになると、被回転規制部５ｂが突起６ｃに側面に引っ掛かってフォーカスレンズ保持部５を元の位置に復帰させることができる。
【００５３】
また、図７（ｂ）に示すように、被回転規制部５ｂの先端は、光軸を中心とした半径Ｒの円弧形状に形成され、回転規制軸６ｂの一部が被回転規制部５ｂの先端から突出している。これにより、フォーカスレンズ保持部５の外径が大きくなるのを防止することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態では、レンズ鏡筒１６ひいてはカメラ２３の大型化を招くことなく、かつ耐衝撃性を低下させることなく、フォーカスレンズ保持部５を回転規制した状態で光軸方向に高精度で直進案内する機構を実現することができる。
【００５５】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５６】
５  フォーカスレンズ保持部
５ａ  フォーカスレンズ
５ｂ  被回転規制部
５ｄ  係合溝
６  ６群レンズ保持部
６ｂ  回転規制軸
６ｃ  脱落防止用突起
６ｄ  直進ガイド軸
【図１】
2015138046.tif 000003
【図２】
2015138046.tif 000004
【図３】
2015138046.tif 000005
【図４】
2015138046.tif 000006
【図５】
2015138046.tif 000007
【図６】
2015138046.tif 000008
【図７】
2015138046.tif 000009
【図８】
2015138046.tif 000010
【図９】
2015138046.tif 000011