JP2018128610A - 光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】動作の不具合を抑制しつつ、小型化可能な光学機器およびレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】絞りベース部材および複数の絞り羽根を含む光量調整ユニットと、シフト光学系およびシフト光学系を保持するシフト鏡筒を含むシフトユニットと、ベース部材を含むシフトベースユニットと、を備え、シフトベースユニットに対してシフトユニットを、複数の転動部材を介して付勢部材によって付勢する像振れ補正ユニットと、を有し、光量調整ユニットは、シフトユニットに隣接可能に配置され、シフト鏡筒の光量調整ユニット側には、複数の第１の当接部が設けられ、絞りベース部材のシフト鏡筒側には、複数の第１の当接部のそれぞれに当接可能な複数の第２の当接部が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、光学機器に関する。

カメラ、ビデオカメラおよび交換レンズ等の光学機器では、撮影者の手振れ等に起因する像振れを抑制するように、光学素子を光軸直交方向（シフト方向）へ駆動可能な構成を有する像振れ補正装置が知られている。

特許文献１には、ベース部材と、防振素子を保持し、シフト方向へ移動可能なシフト部材と、を有し、これらの部材の間に配置された転動ボールを介して、シフト部材をバネによってベース部材に付勢する像振れ補正装置が開示されている。このような構成では、外力による衝撃が加わった際に転動ボールが脱落しないように、すなわち、不用意にベース部材とシフト部材との間隔が広がらないように、衝撃受け部が設けられている。衝撃受け部として、装置本体を構成する光軸方向において固定された部材の一部や、新たな部材が使用される。

また、特許文献２には、絞り羽根へのガラスの衝突、および絞りユニットへのガラスまたはシフト部材の衝突による動作の不具合を避けるために、駆動部材である光量調整ユニットと像振れ補正ユニットとのクリアランスが確保されたレンズ鏡筒が開示されている。

特開２０１３−９２５６３号公報 特開２０１３−４７７３０号公報

標準ズーム系の交換レンズでは、被写体側から順に、光量調整ユニットおよび像振れ補正ユニットを隣接して配置させることで、全長を短縮することができる。

このような構成では、特許文献１の像振れ補正装置に開示されている衝撃受け部を設けるための固定部材が存在していないため、新たな部品を衝撃受け部として追加する必要がある。しかしながら、部品を追加することで、装置が大型化してしまう。

また、光量調整ユニットおよび像振れ補正装置を隣接して配置させた場合、光量調整ユニットと像振れ補正ユニットとのクリアランスを確保することができず、動作の不具合が生じてしまうおそれがある。

このような課題に鑑みて、本発明は、動作の不具合を抑制しつつ、小型化可能な光学機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学機器は、絞りベース部材および複数の絞り羽根を含む光量調整ユニットと、シフト光学系および前記シフト光学系を保持するシフト鏡筒を含むシフトユニットと、ベース部材を含むシフトベースユニットと、を備え、前記シフトベースユニットに対して前記シフトユニットを、複数の転動部材を介して付勢部材によって付勢する像振れ補正ユニットと、を有し、前記光量調整ユニットは、前記シフトユニットに隣接可能に配置され、前記シフト鏡筒の前記光量調整ユニット側には、複数の第１の当接部が設けられ、前記絞りベース部材の前記シフト鏡筒側には、前記複数の第１の当接部のそれぞれに当接可能な複数の第２の当接部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、動作の不具合を抑制しつつ、小型化可能な光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光学機器の一例であるレンズ鏡筒の概略断面図である。 レンズ鏡筒に搭載されている像振れ補正ユニットの分解斜視図である。 像振れ補正ユニットを被写体側から見た図である。 レンズ鏡筒に搭載されている光量調整ユニットの分解斜視図である。 像振れ補正ユニットに光量調整ユニットを取り付けた状態を被写体側から見た図である。 光量調整ユニットをシフトユニット側から見た図である。 像振れ補正ユニットに光量調整装置を取り付けた状態の断面図である。 本発明の実施形態に係る光学機器の一例である撮像装置の概略図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る光学機器の一例であるレンズ鏡筒１００の概略断面図である。本実施形態では、光学機器の一例としてカメラ本体に着脱可能に取り付けられるレンズ鏡筒について説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、光学機器は、図８に示されるように、撮像光学系（結像光学系）ＩＯＳを保持するレンズ鏡筒ＬＢと、撮像素子ＩＥを保持するカメラ本体ＣＢが一体となって構成された撮像装置であってもよい。

レンズ鏡筒１００をカメラ本体に取り付ける際に使用されるマウント１０１は、カバーガラス１２１を保持している。外装環１０２は、マウント１０１に、光軸方向への移動が規制されるように径嵌合し、ビスで締結されている。案内筒１０３は、外装環１０２に、光軸方向への移動が規制されるように径嵌合し、ビスで締結されている。カム環１０４は、案内筒１０３に径嵌合しつつ、案内筒１０３とバヨネット結合することで、光軸方向への移動が規制され、定位置回転をする。

１群鏡筒１０５は、レンズを保持し、フィルター枠１０６にネジ結合されている。案内筒１０３とカム環１０４には、フィルター枠１０６に設けられたカムフォロア（不図示）に係合し、フィルター枠１０６を直進ガイドする直進溝（不図示）およびカム溝（不図示）が形成されている。

２群鏡筒１０７は、レンズを保持し、２群ベース１０８にコロ吊りされている。案内筒１０３とカム環１０４には、２群ベース１０８に設けられたカムフォロア（不図示）に係合し、２群ベース１０８を直進ガイドする直進溝（不図示）およびカム溝（不図示）が形成されている。

絞りユニット１０９、３群ユニット１１０、４群鏡筒１１１および５群鏡筒１１２が一体的に結合された後群ユニットは、案内筒１０３とカム環１０４により、光軸に沿って進退する。案内筒１０３とカム環１０４には、３群ユニット１１０内の３群ベース部材１１３に取り付けられているカムフォロア（不図示）に係合し、後群ユニットを直進ガイドする直進溝（不図示）およびカム溝（不図示）が形成されている。

４群鏡筒１１１は、フォーカス群であり、光軸に沿って延びるガイドバー１１５に、光軸に沿って摺動可能に保持されている。ガイドバー１１５は、３群ベース部材１１３と調整コマ１１４に両端を保持されている。調整コマ１１４は、５群鏡筒１１２に当接し、固定されている。５群鏡筒１１２は、３群ベース部材１１３と位置決めピンと孔が係合して径方向の位置が決まり、光軸方向で当接してビスで締結されている。

４群鏡筒１１１を光軸に沿って進退させる駆動手段は、駆動源となるモータ（不図示）と、モータにより回転される送りねじ（不図示）と、送りねじに係合し、送りねじの回転を光軸方向への駆動力に変換するラック（不図示）と、を有する。

ラックは、４群鏡筒１１１により光軸に沿って延びる軸（不図示）を中心として回転可能に保持され、４群鏡筒１１１を光軸に沿って進退させる。また、ラックは、ねじりコイルばね（不図示）のねじり方向の付勢力によって回転方向へ付勢され、送りねじとガイドバー１１５に対して、それらの径方向のうち一方向から押圧されている。また、ラックは、ねじりコイルばねの光軸方向の付勢力によって付勢され、４群鏡筒１１１に対して、光軸方向のうち一方向から押圧されている。これらの付勢力によってラック、送りねじ、ガイドバー１１５および４群鏡筒１１１が互いに押圧されて、これらの部材の間のガタつきが防止される。

ズーム操作環１１６は、外装環１０２にバヨネット結合されているため、光軸方向への移動が規制され、定位置回転する。カム環１０４の外径部には、ズームキー（不図示）が固定され、ズームキーがズーム操作環１１６と係合することで、ズーム操作環１１６の光軸回りの回転と連動して、カム環１０４が回転する。

フォーカスリング１１７は、光軸方向において外装環１０２と規制枠１１８との間で挟みこまれることで光軸方向への移動が規制され、外装環１０２に径嵌合する。規制枠１１８は、外装環１０２に径嵌合し、外装環１０２の被写体側端面に当接する。また、規制枠１１８は、一体的に形成された弾性を有する複数の係止爪（不図示）によって、外装環１０２に締結される。

フランジ部１１９は、フォーカスリング１１７の内周部に設けられ、周方向に周期的なスリット形状が設けられている。フォーカスリング１１７の回転量および回転方向を検出する検出部材（不図示）は、フランジ部１１９に設けられたスリット形状の回転方向への移動を光学的に検出するように、周方向に所定の間隔で配列された２つのフォトインタラプタにより構成されている。４群鏡筒１１１は、検出部材の出力に基づく基板１２０上の制御回路からの所定の駆動信号によってモータが回転することで、光軸に沿って進退する。

３群ベース部材１１３に組み込まれたフォーカスリセットスイッチ（不図示）は、４群鏡筒１１１に形成された遮光壁（不図示）の光軸方向への移動を光学的に検出するフォトインタラプタにより構成されている。フォーカスリセットスイッチは、４群鏡筒１１１が基準位置に位置していることを検出するために設けられている。

図２は、３群ユニット（像振れ補正ユニット）１１０の分解斜視図である。図３は、３群ユニット１１０を被写体側から見た図である。

シフト部材（シフト鏡筒）１３は、像振れ補正を行う光学素子（シフト光学系）１２を保持し、３つのボール（転動部材）１４を介して、ベース部材１１に光軸直交方向へ移動可能に支持されている。また、シフト部材１３は、３つのコイルバネ（付勢部材）１５によって、３つのボール１４を介して、ベース部材１１に光軸方向へ付勢されている。

３つのボール１４はそれぞれ、同一径であり、光軸方向においてベース部材１１とシフト部材１３との間に配置されている。３つのボール１４は、近傍に配置されている駆動用磁石１６に吸引されないように、ＳＵＳ３０４等の非磁性体により形成されている。

３つのコイルバネ１５は、近傍に配置される駆動用磁石１６に吸引されないように、リン青銅等の非磁性材料により形成されている。

駆動用磁石１６は、接着によってシフト部材１３に固定されている。駆動用磁石１６は、所定の方向へ等しい磁力が発生するように、４極着磁されている。すなわち、駆動用磁石１６は、平面方向を２等分するように極性を異ならせているとともに、平面方向と直交する厚さ方向も２等分するように極性を異ならせて構成されている。

ヨーク１７は、熱カシメによってシフト部材１３に固定されている。ヨーク１７は、駆動用磁石１６の前側への磁束を閉じるために、ＳＰＣＣ等の磁性材料により形成されている。

コイルユニット１８は、ボビン２０と、ボビン２０に巻き付けられたコイル１９によって構成されている。コイルユニット１８に電流を流すと、駆動用磁石１６とコイルユニット１８に発生する磁力線相互の反発により、コイルユニット１８の長手方向に対して略直交する方向へローレンツ力が発生する。これにより、シフト部材１３は、光軸直交方向へ移動する。

２組の駆動用磁石１６とコイルユニット１８はそれぞれ、互いに直交する２つの方向に沿って配置される。そのため、シフト部材１３は、互いに直交する２つの光軸直交方向において、所定の範囲内で移動することができる。

以下の説明では、光学素子１２、シフト部材１３、駆動用磁石１６およびヨーク１７から構成される駆動ユニットをシフトユニットＳと記載する。また、ベース部材１１およびコイルユニット１８から構成されるユニットをシフトベースユニットＳＢと記載する。

図３に示されるように、コイルバネ１５の各第１端は、ベース部材１１に設けられたバネ掛け部１１ａに掛けられている。また、コイルバネ１５の第２端はそれぞれ、シフト部材１３に設けられたバネ掛け部１３ａ、１３ｂ、１３ｃに掛けられている。バネ掛け部１３ａ〜１３ｃはそれぞれ、後述する絞りユニット１０９に設けられた部材に当接するように、絞りユニット１０９側（光量調整ユニット側）に設けられている。

図３において、破線ｍ−ｍは、光学素子１２の光軸と直交する線を表している。一点鎖線ｎ−ｎは、絞りユニット１０９および３群ユニット１１０の固定部を結ぶ直線を表している。点ｏは、光軸位置を表している。点ｐは、シフトユニットＳの重心位置を表している。

図４は、絞りユニット（光量調整ユニット）１０９の分解斜視図である。環状に形成された絞りベース部材５１とカバー部材５４との間には、羽根室が形成されている。羽根室には、複数の絞り羽根５２と絞り駆動リング５３が配置されている。

絞りベース部材５１には、絞り羽根５２の絞りベース部材５１側に設けられた突起が摺動するための複数のカム溝が形成されている。絞り駆動リング５３には、絞り羽根５２のカバー部材５４側に設けられた突起に対応して、絞り羽根５２を取り付けるための絞り羽根取付け用孔が設けられている。絞り駆動リング５３は、モータ５６の回転がピニオンギア５５を介して絞り駆動リング５３のギア部に伝達されることで、所定の駆動範囲内で回転する。絞り駆動リング５３が回転することで、絞り羽根５２の絞りベース部材５１側に設けられた突起が絞りベース部材５１のカム溝を摺動し、光量が調整される。

ビス５７は、モータ５６をカバー部材５４に固定している。フレキシブル基板５８は、モータ５６に給電する。フォトインタラプタ５９は、絞り羽根５２の開放状態を検出する。

図５は、３群ユニット１１０に絞りユニット１０９を取りつけた状態を被写体側から見た図である。ビス６０は、３群ユニット１１０に絞りユニット１０９を固定している。

図６は、絞りユニット１０９を３群ユニット１１０のシフトユニットＳ側（マウント１０１側、撮像面側）から見た図である。絞りベース部材５１のシフト部材１３側（シフト鏡筒側）には、シフト部材１３のバネ掛け部（第１の当接部）１３ａ、１３ｂ、１３ｃにそれぞれ当接可能な当接部（第２の当接部）５１ａ、５１ｂ、５１ｃが設けられている。本実施形態では、バネ掛け部１３ａ〜１３ｃおよび当接部５１ａ〜５１ｃは凸部として形成されているが、互いに当接可能であれば他の形状で形成されてもよい。

図７は、３群ユニット１１０に絞りユニット１０９を取りつけた状態の断面図である。シフトユニットＳおよび絞りユニット１０９は、通常、所定の距離だけ離れた状態で隣り合っているが、例えば、外部から衝撃を受けた場合、隣接可能である。

以下、レンズ鏡筒１００が外部から衝撃を受けた場合について説明する。シフトユニットＳは、シフトベースユニットＳＢ（ベース部材１１およびボール１４）により、光軸方向におけるマウント１０１側（撮像面側）への移動が規制されている。しかしながら、シフトユニットＳは、コイルバネ１５の付勢力に逆らうだけの力が働けば、光軸方向において被写体側へ移動するおそれがある。

本実施形態では、シフトユニットＳが被写体側へ移動した場合、シフト部材１３に設けられたバネ掛け部１３ａ〜１３はそれぞれ、絞りベース部材５１に設けられた当接部５１ａ〜５１ｃに当接する。そのため、光学素子１２が絞りユニット１０９に当接することや、絞りユニット１０９の絞り羽根５２にシフトユニットＳの一部が当接して傷を付けたり、絞り羽根５２の動作を妨げたりすることを抑制することができる。なお、本実施形態では、シフト部材１３および絞りベース部材５１は３か所で当接可能な構成としているが、本発明はこれに限定されない。

以下、絞りユニット１０９および３群ユニット１１０の配置について説明する。

前述したように、絞りユニット１０９は、３群ユニット１１０に対して、２か所でビス固定されている。本実施形態では、絞りユニット１０９および３群ユニット１１０は、図３に示されるように、光軸方向視において、点ｐで表されるシフトユニットＳの重心位置が、２か所のビス固定部を結ぶ直線ｎ−ｎ上に位置するように構成されている。なお、ビス固定部とは、絞りユニット１０９および３群ユニット１１０がビス６０により固定されている領域のことである。また、シフトユニットＳの重心位置は、厳密に直線ｎ−ｎ上に位置していなくても、実質的に直線ｎ−ｎ上とみなされる位置であればよい。

また、バネ掛け部１３ａ、１３ｂの少なくとも一部および当接部５１ａ、５１ｂの少なくとも一部も、図３および図６に示されるように、光軸方向視において、直線ｎ−ｎ上に位置するように構成されている。なお、バネ掛け部１３ａ、１３ｂの少なくとも一部および当接部５１ａ、５１ｂの少なくとも一部は、厳密に直線ｎ−ｎ上に位置していなくても、実質的に直線ｎ−ｎ上とみなされる位置であればよい。さらに、バネ掛け部１３ｃおよび当接部５１ｃは、光軸方向視において、点ｏで表される光軸位置に対して直線ｎ−ｎとは反対側に位置するように構成されている。

絞りユニット１０９および３群ユニット１１０を上記のように配置することで、絞りユニット１０９および３群ユニット１１０がビス固定部により衝撃を耐えることができるように、シフトユニットＳは絞りベース部材５１に当接することができる。これにより、シフトユニットＳが絞りベース部材５１に当接する際の絞りユニット１０９に掛かるモーメントを抑制することができる。また、これにより、直線ｎ−ｎから離れた位置での絞りユニット１０９およびシフトユニットＳの光軸方向へのモーメントも抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態のレンズ鏡筒１００では、外部から衝撃を受けてシフトユニットＳが光軸方向へ移動した場合でも絞りユニット１０９に掛かるモーメントを抑制することができるため、絞りユニット１０９の不作動の誘発を抑制することができる。これにより、光量調整ユニットである絞りユニット１０９と像振れ補正ユニットである３群ユニット１１０を隣接可能に配置することができるため、レンズ鏡筒１００を小型化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１１ ベース部材
１２ 光学素子（シフト光学系）
１３ シフト部材（シフト鏡筒）
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ バネ掛け部（第１の当接部）
１４ ボール（転動部材）
１５ コイルバネ（付勢部材）
１８ コイルユニット
５１ 絞りベース部材
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 当接部（第２の当接部）
５２ 絞り羽根
１０９ 絞りユニット（光量調整ユニット）
１１０ ３群ユニット（像振れ補正ユニット）
Ｓ シフトユニット
ＳＢ シフトベースユニット

Claims (10)

1. 絞りベース部材および複数の絞り羽根を含む光量調整ユニットと、
   シフト光学系および前記シフト光学系を保持するシフト鏡筒を含むシフトユニットと、ベース部材を含むシフトベースユニットと、を備え、前記シフトベースユニットに対して前記シフトユニットを、複数の転動部材を介して付勢部材によって付勢する像振れ補正ユニットと、を有し、
   前記光量調整ユニットは、前記シフトユニットに隣接可能に配置され、
   前記シフト鏡筒の前記光量調整ユニット側には、複数の第１の当接部が設けられ、
   前記絞りベース部材の前記シフト鏡筒側には、前記複数の第１の当接部のそれぞれに当接可能な複数の第２の当接部が設けられていることを特徴とする光学機器。
2. 前記シフトベースユニットは、複数のコイルユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記光量調整ユニットは、前記シフトベースユニットに少なくとも２つの固定部で固定され、
   前記シフトユニットの重心位置は、光軸方向視において、前記２つの固定部を結ぶ直線上に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記複数の第１の当接部のうち２つの第１の当接部のそれぞれの少なくとも一部、および前記複数の第２の当接部のうち２つの第２の当接部のそれぞれの少なくとも一部は、前記２つの固定部を結ぶ直線上に位置していることを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記複数の第２の当接部のうち１つの第２の当接部は、光軸方向視において、光軸に対して、前記２つの固定部を結ぶ直線と反対側に位置していることを特徴とする請求項３または４に記載の光学機器。
6. 前記複数の第１の当接部はそれぞれ、凸部であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学機器。
7. 前記複数の第２の当接部はそれぞれ、凸部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の光学機器。
8. 前記光学機器は、結像光学系を備えるレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学機器。
9. 前記光学機器は、撮像装置に着脱可能に取り付けられるレンズ鏡筒であることを特徴とする請求項１から８に記載の光学機器。
10. 前記光学機器は、結像光学系を保持するレンズ鏡筒と、撮像素子を保持するカメラ本体と、を備える撮像装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光学機器。