JP2007017681A - 鏡胴間部材の固定方法およびレンズユニット並びに撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 鏡胴を大きくすることなく寸法精度よく、且つ、鏡胴間部材に寸法精度を要求しない鏡胴間部材の固定方法を提供する。
【解決手段】 光軸ｘ方向被写体側の前側鏡胴７と光軸ｘ方向結像面側の後側鏡胴８との間に形成される隙間ｇに鏡胴間部材１１を配置し、前側鏡胴７および後側鏡胴８のいずれか一方に、鏡胴間部材１１を光軸ｘ方向に密着させ、前側鏡胴７および後側鏡胴８の他方と、鏡胴間部材１１との光軸ｘ方向の間に弾性部材１２を挟み込み、弾性部材１２を光軸ｘ方向に圧縮するように、前側鏡胴７と後側鏡胴８とを一体に固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光路内に設ける鏡胴間部材の固定方法および、鏡胴間部材を固定したレンズユニット並びに撮像装置に関する。

主にカメラなどの撮像装置に使用されるレンズユニットにおいて、鏡胴の中間部に、シャッタユニットや手振れ補正のために光学部材を駆動する手振れ補正ユニットなどの鏡胴間部材を設ける場合がある（例えば、特許文献１および２参照）。
特開２００２−３４１２２３号公報 特開２００３−１４００２２号公報

図６に、従来の一般的なレンズユニット５１の構成を示す。従来のレンズユニット５１は、光軸方向被写体側の前側鏡胴５２と、光軸方向結像面側の後側鏡胴５３とで１つの鏡胴を構成している。レンズユニット５１は、被写体側から順に、前側鏡胴５２の先端に固定された第１レンズ５４と、前側鏡胴５２の内部で光軸方向に移動可能な第２レンズ５５と、前側鏡胴５２と後側鏡胴５３との間に挟み込まれたシャッタユニット（鏡胴間部材）５６と、後側鏡胴５３に固定された第３レンズ５７とからなっている。前側鏡胴５２および後側鏡胴５３は、それぞれ、対向する端部を外側に拡張したフランジ部５２ａおよび５３ａを有し、フランジ部５２ａとシャッタユニット５６とをねじ５８によってフランジ部５３ａに対して固定している。

レンズユニット５１では、第１レンズ５４および第２レンズ５５と第３レンズ５７との距離が、前側鏡胴５２および後側鏡胴５３の寸法と、シャッタユニット５６の厚み寸法とで決定される。結像にかかる各レンズ５４，５５，５７の相対位置は、厳密に定められる必要があり、前側鏡胴５２、後側鏡胴５３およびシャッタユニット５６の寸法は精密に製造される必要がある。特に、複数の部材を組合せて構成されるシャッタユニットの寸法精度を高くするためには、製造コストが高くなるという問題があった。

また、図７に、シャッタユニット５６に寸法精度を要求しないようにした従来のレンズユニット５１’の構成を示す。レンズユニット５１’は、前側鏡胴５２のフランジ部５２ａと後側鏡胴５３のフランジ部５３ａとが直接ねじ５８で固定され、シャッタユニット５６は、後側鏡胴５３を内部に突出させた座部５３ｂにねじ５９で固定されている。各レンズ５４，５５，５７の相対位置は、シャッタユニット５６の寸法に関係なく、前側鏡胴５２および後側鏡胴５３によって定められる。しかし、この構成は、鏡胴５２，５３の内部に突出する座部５３ｂを設け、鏡胴５２，５３の内部にねじ５９を配置するため、座部５３ｂやねじ５９が光路に干渉しないように、鏡胴５２，５３の径を大きくする必要があった。このため、近年の、レンズユニットに対する小型化のニーズに応えることができないという問題があった。

前記問題点に鑑みて、本発明は、鏡胴を大きくすることなく寸法精度よく、且つ、鏡胴間部材に寸法精度を要求しない鏡胴間部材の固定方法を提供すること、並びに、鏡胴間部材を有しながら小型で安価なレンズユニットおよび撮像装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による鏡胴間部材の固定方法は、光軸方向被写体側の前側鏡胴と前記光軸方向結像面側の後側鏡胴との間に形成される隙間に鏡胴間部材を配置し、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴のいずれか一方に、前記鏡胴間部材を前記光軸方向に密着させ、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の他方と、前記鏡胴間部材との前記光軸方向の間に弾性部材を挟み込み、前記弾性部材を圧縮するように、前記前側鏡胴と前記後側鏡胴とを一体に固定する。

この方法によれば、前側鏡胴と後側鏡胴とで結像にかかる寸法が決定され、且つ、前側鏡胴と後側鏡胴との間に弾性部材を介して鏡胴間部材を挟み込んで固定するので、鏡胴間部材に寸法精度が要求されない。また、鏡胴間部材にねじ穴などを設ける必要がないので、鏡胴間部材および鏡胴の光軸方向の投影面積を小さくできる。

また、本発明によるレンズユニットは、一体に固定された光軸方向前後の前側鏡胴および後側鏡胴と、前記前側鏡胴と後側鏡胴との間に固定される鏡胴間部材とを有し、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴は、両者の間に前記鏡胴間部材を前記光軸方向に移動可能に収容できる隙間を構成し、前記鏡胴間部材は、前記隙間の中に配置され、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴のいずれか一方に密着し、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の他方との間に前記光軸方向に圧縮された状態の弾性部を挟み込んでいるものとする。

この構成によれば、前側鏡胴と後側鏡胴とで結像にかかる寸法が決定され、鏡胴間部材に寸法精度が要求されない。また、鏡胴間部材を片側に弾性部材を介して挟み込んだので、弾性部材が鏡胴間部材を前側鏡胴または後側鏡胴に押し当てることによって、鏡胴間部材をガタつかないように固定することができる。鏡胴間部材は、前側鏡胴と後側鏡胴との間に構成した隙間に挟み込むので、光軸方向の投影面積が小さく、鏡胴を細くすることができ、レンズユニットを小型化することができる。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記鏡胴間部材は、複数の部材で構成されるために寸法精度を要求すると高価になるシャッタユニットや、手振れ補正のために光学部材を駆動するユニットであれば、レンズユニットを小型で高精度でありながら安価にできる。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の少なくともいずれかは、光軸方向に移動可能な変倍レンズを有してもよく、これにより、高機能のレンズユニットを安価に提供できる。

また、本発明のレンズユニットにおいて、前記前側鏡胴は、光軸を約９０°折り曲げる光学部材を有してもよく、これにより、薄型のレンズユニットが安価に提供できる。

また、本発明によれる撮像装置は、前記レンズユニットを有するものとすることで、小型で高精度でありながら安価に提供できる。

本発明によれば、互いに接続される前側鏡胴と後側鏡胴との隙間に、ガタつきを防ぐ弾性部材を介して鏡胴間部材を挟み込むので、鏡胴間部材は、光軸方向に投影面積が小さく、寸法精度も要求されない。これにより、高精度で小型のレンズユニットを安価に提供できる。

これより、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の第１実施形態のデジタルカメラ（撮像装置）１を示す。デジタルカメラ１は、本体２の前面に、フラッシュ３、ファインダ４、レンズ開口５が設けられており、本体２の内部に、レンズ開口５から被写体を望むようにレンズユニット６が設けられている。

図２は、デジタルカメラ１の部分での縦方向の断面である。レンズユニット６は、被写体から入射する光の光軸ｘを９０°折り曲げる光学部材を有する屈曲光学系を構成しており、光軸ｘ方向に被写体側（上側）の前側鏡胴７と、結像面側（下側）の後側鏡胴８とを一体に固定してなる。

前側鏡胴７内には、被写体から入射した光を折り曲げる光学部材を含む第１レンズ群９と、光軸ｘに沿って上下に移動可能な変倍レンズである第２レンズ群１０とが設けられている。前側鏡胴７と後側鏡胴８との継ぎ目部分に設けられた隙間には、シャッタユニット１１が挟み込まれている。シャッタユニット１１は、後側鏡胴８には直接に接しているが、前側鏡胴７との間にはモルトプレンからなる弾性体１２が介在している。弾性体１２は、前側鏡胴７とシャッタユニット１１とによって圧縮状態に挟まれている。

後側鏡胴８の内部には、シャッタユニット１１を通過した光が入射する第３レンズ群１３と、後側鏡胴８の内部で光軸ｘ方向に移動可能な第４レンズ群１４と、さらに下側に第５レンズ群１５と、第５レンズ群１５を通過した光の高周波成分を遮断するローパスフィルタ１６と、ローパスフィルタ１６を通過した光が結像する結像面を有する撮像素子１７とが設けられている。撮像素子１７は、結像面に結像した画像を電気信号に変換するＣＣＤであり、放熱板１８と共に押さえ板１９によって後側鏡胴８の下端に固定されている。

さらに、図３および図４に、レンズユニット６を詳細に示す。前側鏡胴７と後側鏡胴８とは、後側鏡胴８に設けた２本のピン２０を前側鏡胴７のピンガイド２１に係合させることによって互いの位置を合わせることができ、後側鏡胴に設けた３つのねじ穴２２に前側鏡胴７の接続穴２３を貫通する不図示のねじを螺合させることで、両者を一体に固定することができる。

シャッタユニット１１は、可動羽根を収容した機構部２４と、可動羽根を駆動するモータ２５とからなり、機構部２４の結像面側（下側）に光路を囲むように環状突部２６が設けられている。環状突部２６は、後側鏡胴８に設けた嵌合環部２７と嵌合し、シャッタユニット１１の軸を光軸ｘに合わせることができる。シャッタユニット１１は、端部から突出した突端部２８が、後側鏡胴８に設けた係合凹部２９に係合して、光軸ｘ周りの角度が定められる。

また、シャッタユニット１１は、突出端部２８の下面が係合凹部２９の奥壁面に当接し、突出端部２８の反対側の機構部２４の端部の下面が後側鏡胴８の載置突起部３０の上面に当接する。２つの弾性部材１２は、それぞれ、シャッタユニット１１の、突端部２８の上部の一点鎖線で示した第１押圧部３１および載置突起部３０と当接する部分の反対側の第２押圧部３２と、前側鏡胴７の下面の第１圧接部３３および第２圧接部３４との間に挟み込まれる。前側鏡胴７と後側鏡胴８とが一体に固定された状態で、前側鏡胴７は、シャッタユニット１１に直接光軸ｘ方向に接触して力を及ぼすことがなく、２つの弾性部材１２を介して、シャッタユニット１１を後側鏡胴８の係合凹部２９および載置突起部３０に押し当てる。

つまり、シャッタユニット１１は、仮に弾性部材１２がなければ、シャッタユニット１１は、前側鏡胴７と後側鏡胴８との間に構成された隙間の中で、光軸ｘ方向に移動可能な遊びを有するが、弾性部材１２を圧縮状態に挟み込むことで弾性部材１２の復元力によって後側鏡胴８に押し当てられ、前側鏡胴７と後側鏡胴８との間でガタつかないように固定されている。

このため、前側鏡胴７の下面と後側鏡胴８の載置突起部３０との隙間ｇの大きさよりも、シャッタユニット１１の隙間ｇに挟まれている部分の厚みｔが小さく、弾性部材１２の厚みが、隙間ｇと厚みｔとの差より大きくなっている。

以上の構成によるレンズユニット１６において、シャッタユニット１１の寸法は、各レンズ群９，１０，１３，１４，１５および撮像素子１７の位置決めに影響を与えることがない。このため、レンズユニット６は、被写体から入射した光を撮像素子１７の結像面に高精度に結像させられる。一方、シャッタユニット１１は、寸法精度が要求されないので安価に製造できる。

また、シャッタユニット１１は、弾性部材１２を介して前側鏡胴７と後側鏡胴８との間に挟まれている。よって、光軸ｘ方向から見て、可動羽根の駆動機構の外側にねじ穴のような固定のための要素を設ける必要がなく、投影面積が大きくならない。このため、レンズユニット６も、光軸ｘ方向の投影面積が小さく、特に、デジタルカメラ１の薄型化に寄与する。

また、前側鏡胴７と後側鏡胴８とを一体に固定するときに、シャッタユニット１１を前側鏡胴７と後側鏡胴８との間の隙間に挟み込んで固定するので、レンズユニット６は組み立て工数が少なくてすみ、安価に製造できる。

本実施形態において、後側鏡胴８は、係合凹部２９および載置突起部３０の２箇所でシャッタユニット１１を光軸ｘ方向に支持するので、光軸ｘ方向の力が係合凹部２９および載置突起部３０に均等に加わるように、２つの弾性部材１２をシャッタユニット１１の係合凹部２９および載置突起部３０に対して光軸ｘ方向の反対側に位置する押圧部３１，３２に配置している。しかし、弾性部材１２を配置する位置と後側鏡胴８がレンズユニット１１と当接する位置とは、必ずしも光軸ｘ方向に一致している必要はない。例えば、レンズユニット１１が後側鏡胴８に３点以上で当接するようにすれば、レンズユニット１１の中央付近に弾性部材１２を１つだけ配置することで、レンズユニット１１をガタつかずに後側鏡胴８に押し付けることができる。

続いて、図５に、本発明の第２実施形態のレンズユニット４１を簡略化して示す。レンズユニット４１は、図において上側が被写体側、下側が結像面側である。レンズユニット４１は、前側鏡胴４２と後側鏡胴４３とからなり、前側鏡胴４２の被写体側の端部に第１レンズ４４が固定され、前側鏡胴４２の内部で光軸ｘ方向に移動可能な第２レンズ（変倍レンズ）４５が設けられ、前側鏡胴４２と後側鏡胴４３とが構成する隙間ｇに、手振れ補正ユニット（鏡胴間部材）４６と弾性部材４７とが挟み込まれ、後側鏡胴４３の結像面側に第３レンズ４８が固定されている。前側鏡胴４２と後側鏡胴４３とは、前側鏡胴４２のフランジ部４２ａと後側鏡胴４３のフランジ部４３ａとがねじ４９で固定されている。この状態で、弾性部材４７は、光軸ｘ方向に圧縮されており、シャッタユニット４６を前側鏡胴４２に対して押し当てている。

手振れ補正ユニット４６は、不図示の手振れ検出手段で得られた信号に応じて、可動レンズ４６ａを光軸ｘに垂直に駆動することで、レンズユニット４１の手振れを補正するものである。

本実施形態において、手振れ補正ユニット４６の光軸ｘ方向の位置決めは、前側鏡胴４２との当たりにより精度が確保され、光軸ｘと垂直な方向の位置決めは、フィードバック制御が可能であるので寸法精度に対する要求度が低い。このため、レンズユニット４１は結像精度が高く、小型であるにも拘わらす、安価に提供できる。

本発明の第１実施形態のデジタルカメラの正面図。 図１のデジタルカメラの光軸での断面図。 図１のデジタルカメラの上側後方からの分解斜視図。 図１のデジタルカメラの下側前方からの分解斜視図。 本発明の第２実施形態のレンズユニットの概略断面図。 従来のレンズユニットの概略断面図。 図６と異なる従来のレンズユニットの概略断面図。

符号の説明

１ デジタルカメラ（撮像装置）
６ レンズユニット
７ 前側鏡胴
８ 後側鏡胴
１１ シャッタユニット（鏡胴間部材）
１２ 弾性部材
４６ 手振れ補正ユニット
ｇ 隙間
ｔ シャッタユニットの厚み
ｘ 光軸

Claims (7)

1. 光軸方向被写体側の前側鏡胴と前記光軸方向結像面側の後側鏡胴との間に形成される隙間に鏡胴間部材を配置し、
   前記前側鏡胴および前記後側鏡胴のいずれか一方に、前記鏡胴間部材を前記光軸方向に密着させ、
   前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の他方と、前記鏡胴間部材との前記光軸方向の間に弾性部材を挟み込み、
   前記弾性部材を前記光軸方向に圧縮するように、前記前側鏡胴と前記後側鏡胴とを一体に固定することを特徴とする鏡胴間部材の固定方法。
2. 一体に固定された光軸方向前後の前側鏡胴および後側鏡胴と、
   前記前側鏡胴と後側鏡胴との間に固定される鏡胴間部材とを有し、
   前記前側鏡胴および前記後側鏡胴は、両者の間に前記鏡胴間部材を前記光軸方向に移動可能に収容できる隙間を構成し、
   前記鏡胴間部材は、前記隙間の中に配置され、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴のいずれか一方に密着し、前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の他方との間に前記光軸方向に圧縮された状態の弾性部を挟み込んでいることを特徴とするレンズユニット。
3. 前記鏡胴間部材は、シャッタユニットであることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記鏡胴間部材は、手振れ補正のために光学部材を駆動するユニットであることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
5. 前記前側鏡胴および前記後側鏡胴の少なくともいずれかは、光軸方向に移動可能な変倍レンズを有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のレンズユニット。
6. 前記前側鏡胴は、光軸を約９０°折り曲げる光学部材を有することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のレンズユニット。
7. 請求項２から６のいずれかに記載のレンズユニットを有することを特徴とする撮像装置。

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