JP2016109740A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズの芯調整（光軸調整）後の固定を簡単かつ確実に行い得るレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】第１の枠２０と、第１の枠に対し光軸Ｏと直交する方向に相対移動可能な第２の枠１５と、相対移動の量を調整するための調整部材３９と、第１の枠と第２の枠との間の径方向において互いの周方向に離間して形成され調整部材を収納可能とする二つの調整部材収納部３６ａと、複数の螺子３６ｘと、第１の枠と第２の枠とを複数の螺子により光軸と平行に螺合して締結するための複数の締結部３６ｚと、複数の螺子と複数の締結部との間に一体で挟まれる一つの座金部材３６とを具備した。【選択図】図２

Description

この発明は、レンズ鏡筒における撮像光学系の芯調整（光軸調整）構造の簡素化及び調整精度の向上に関する技術的工夫である。

従来、カメラ等の撮像装置に適用されるレンズ鏡筒は、複数の光学レンズ等からなる撮像光学系と、複数の筒形状若しくは円環形状の枠部材及び駆動機構等によって構成されている。このうち複数の枠部材としては、例えば撮像光学系を構成する複数のレンズ群のそれぞれを保持し、フォーカシングやズーミングのために光軸に沿う方向への進退移動が可能となるように構成されているレンズ保持枠等がある。

従来のレンズ鏡筒においては、撮像光学系の光学性能を維持するために、複数のレンズ群の光軸中心の偏芯を調整し、各レンズ群の光軸を略一致させるための芯調整（光軸調整）を行った上で組み立てがなされている。そのために、従来のレンズ鏡筒においては、撮像光学系を構成する複数のレンズの芯調整を行うための構造について、例えば特開２００８−２１６９０６号公報，特開２００８−１７０８８９号公報等によって、種々の提案がなされている。

上記特開２００８−２１６９０６号公報によって開示されているレンズ鏡筒は、皿ビスを用いて複数のレンズ保持枠を圧接させ、固着することでレンズの芯調整を行うというものである。

上記特開２００８−１７０８８９号公報によって開示されているレンズ鏡筒は、レンズ枠と、このレンズ枠の外周面に対向し光軸方向に突出して互いに直交する対向面を有するフランジ片を備えた保持枠と、レンズ枠の外周面と保持枠のフランジ片との間に挟持される保持板と、保持板上に設ける調整板と、保持板に対し光軸を挟んで対向する位置に設けられレンズ枠を外周面側から保持板方向に付勢する板バネを有して構成され、厚みの異なる調整板を入れ換えることで光軸に直交する方向の偏芯調整を行い得るように構成している。この場合において、レンズ枠を付勢部材（板バネ若しくは皿ネジ等）によって付勢して、調整板に押圧するようにしている。

特開２００８−２１６９０６号公報 特開２００８−１７０８８９号公報

ところが、上記特開２００８−２１６９０６号公報，上記特開２００８−１７０８８９号公報等によって開示されている手段では、
付勢部材によって枠部材を押圧することによってガタ取りを行っているので、バネ荷重のばらつきによって確実にガタを取り切れない場合があり、その場合、落下衝撃等を受けるとずれてしまう虞がある。そこで、芯調整後、例えば皿ネジ等を用いて、スラスト方向の状態を固定する手段がとられる。しかしながら、その場合、皿ネジのテーパー面が枠部材外周面を押圧しながら、同時にテーパー面が回転することになる。したがって、このとき、皿ネジのスラスト方向の押圧力は、枠部材外周面の局所に集中してしまうと共に、当該テーパー面と枠部材外周面との間に生じる摩擦力によって周方向に分力し、枠部材の位置をずらせてしまう可能性があり、よって調整済みのレンズ光軸にズレが生じてしまう場合がある。

また、上記特開２００８−１７０８８９号公報に開示されている手段は、部品点数が多くなってしまい機構が複雑化する傾向があるという問題点もある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、レンズ鏡筒における撮像光学系の芯調整（光軸調整）の機構において、芯調整後の枠同士の固定を簡単にかつ確実に行い得る構造を備えたレンズ鏡筒を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様のレンズ鏡筒は、第１の枠と、上記第１の枠に対し光軸と直交する方向に相対移動可能な第２の枠と、上記相対移動の量を調整するための調整部材と、上記第１の枠と上記第２の枠との間の径方向において互いの周方向に離間して形成され上記調整部材を収納可能とする二つの調整部材収納部と、複数の螺子と、上記第１の枠と上記第２の枠とを上記複数の螺子により光軸と平行に螺合して締結するための複数の締結部と、上記複数の螺子と上記複数の締結部との間に一体で挟まれる一つの座金部材とを具備した。

本発明によれば、レンズ鏡筒における撮像光学系の芯調整（光軸調整）の機構において、芯調整後の枠同士の固定を簡単にかつ確実に行い得る構造を備えたレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の光軸に沿う面における縦断面図 図１のレンズ鏡筒を構成する複数の枠部材のうちの一部の構成部材（固定枠と５群レンズ枠）とを取り出して背面側（図１の矢印［２］方向）から見た平面図 図２の斜視図 図２の矢印［４］方向から見た左側面図 図２の矢印［５］方向から見た右側面図 図２の［６］−［６］線に沿う縦断面図 図１のレンズ鏡筒における芯調整機構の要部（皿ビス及び転動部材の配設部位）を拡大して示す要部拡大斜視図

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。本発明の一実施形態は、例えば光学レンズにより形成される光学像を固体撮像素子を用いて光電変換し、これによって得られる画像信号を静止画像又は動画像を表わすデジタル画像データに変換し、こうして生成されたデジタルデータを記録媒体に記録し、また記録媒体に記録されたデジタル画像データに基いて静止画像又は動画像を表示装置に再生表示し得るように構成されるカメラ等の撮像装置（以下、単にカメラという）に適用されるレンズ鏡筒を例に挙げて示すものである。

また、本実施形態においては、レンズ鏡筒における撮像光学系の光軸を符号Ｏで表している。そして、この光軸Ｏに沿う方向において、レンズ鏡筒の前面に対向する被写体のある側を前方というものとし、レンズ鏡筒の背面側に配置される撮像素子の受光面（結像面）のある側を後方というものとする。

なお、以下の説明に用いる各図面においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、これらの図面に記載された構成要素の数量，構成要素の形状，構成要素の大きさの比率及び各構成要素の相対的な位置関係は、図示の形態のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態のレンズ鏡筒の光軸に沿う面における縦断面図である。なお、図１においては、本実施形態のレンズ鏡筒の一部（後半部）のみを示している。

図２〜図６は、本実施形態のレンズ鏡筒を構成する複数の枠部材のうちの一部の構成部材、即ち固定枠と５群レンズ枠とを、両者が組み立てられた状態のまま、取り出して示す図である。このうち、図２は背面側（図１の矢印［２］方向）から見た平面図である。図３は図２の斜視図である。図４は図２の矢印［４］方向から見た左側面図である。図５は図２の矢印［５］方向から見た右側面図である。図６は図２の［６］−［６］線に沿う縦断面図である。また、図７は、本実施形態のレンズ鏡筒における一部の構成部材（固定枠と５群レンズ枠）の芯調整機構の要部、特に皿ビス及び転動部材の配設部位を拡大して示す要部拡大斜視図である。なお、図２〜図７においては、当該レンズ鏡筒における内部構造のうち特に５群レンズ保持枠の芯調整機構の構造を示すために、レンズマウント環等の他の構成部材の図示を省略している。

まず、本実施形態のレンズ鏡筒の概略構成について、図１を用いて以下に簡単に説明する。本実施形態のレンズ鏡筒１は、複数の光学レンズによって複数のレンズ群を形成する撮像光学系と、これら複数のレンズ群を保持する複数のレンズ保持枠と、これら複数のレンズ保持枠のうち一部のレンズ保持枠を光軸Ｏに沿う方向に進退移動させるための駆動機構を含む駆動用枠部材と、上記複数のレンズ保持枠のうち他の一部のレンズ保持枠を固定保持するための固定用枠部材と、当該レンズ鏡筒１をカメラ本体（不図示）の前面に対して着脱可能とする連結部材であるレンズマウント環と、撮像光学系を透過する光量を調整する絞り機構及びその駆動機構等、各種の構成部材によって構成されている。上述したように、図１においては、これらの構成部材のうちの一部のみ、詳しくはレンズ鏡筒１の後半部のみを図示している。なお、本実施形態のレンズ鏡筒の一形態として、当該レンズ鏡筒１をカメラ本体（不図示）の前面に対して着脱可能とする連結部材であるレンズマウント環を有して構成されるいわゆるレンズ交換式カメラに適用されるレンズ鏡筒を例に挙げて説明している。

本実施形態のレンズ鏡筒１における撮像光学系は、例えば５つのレンズ群によって構成されているものとし、これら複数のレンズ群は、前面側から第１レンズ群（不図示），第２レンズ群２２，第３レンズ群２３，第４レンズ群２４，第５レンズ群２５の順に光軸Ｏに沿って並べて配置されている。このうち、第１レンズ群，第４レンズ群２４，第５レンズ群２５のは固定レンズ群である。第２レンズ群２２及び第３レンズ群２３は、光軸Ｏに沿う方向に進退移動可能に設けられ、フォーカシング及びズーミミングに寄与する可動レンズ群である。

第１レンズ群（不図示）は、１群レンズ保持枠（不図示）によって固定保持されている。この１群レンズ保持枠は、固定用枠部材（不図示）に固定保持されている。第２レンズ群２２は２群レンズ保持枠１２によって固定保持されている。第３レンズ群２３は３群レンズ保持枠１３によって固定保持されている。ここで、２群レンズ保持枠１２及び３群レンズ保持枠１３は、それぞれがガイド軸等によって光軸Ｏに沿う方向に進退可能に張架されており、例えばカム枠２６等の駆動用枠部材によって光軸Ｏに沿う方向に進退移動可能に構成されている。なお、２群レンズ保持枠１２及び３群レンズ保持枠１３の進退機構等の詳細な構成については、本発明に直接関連しない部分であるので、その説明及び図示は省略する。第４レンズ群２４は４群レンズ保持枠１４によって固定保持されている。この４群レンズ保持枠１４は、固定用枠部材であり第１の枠である固定枠２０に固定保持されている。

また、第５レンズ群２５は５群レンズ保持枠１５によって固定保持されている。この５群レンズ保持枠１５も固定枠２０（第１の枠）に固定保持されている。この場合において、５群レンズ保持枠１５は、上記固定枠２０（第１の枠）に対し光軸Ｏと直交する方向に相対移動可能に設けられる第２の枠であり、光軸調整を行う際の被調整枠である（詳細後述）。

なお、本実施形態のレンズ鏡筒１を構成するその他の構成部材、例えばレンズマウント環３１や絞り機構３２，固定用枠部材の最外周面上に設けられる複数の操作環（例えばズーム操作環３３等）等については、本発明に直接関連しない部分であるので、その説明は省略する。

本実施形態においては、レンズ鏡筒１の撮像光学系を構成する複数のレンズ群のうち５群レンズ保持枠１５（固定レンズ群；第２の枠）の固定枠２０（固定用枠部材；第１の枠）に対する芯調整（光軸調整）機構を、例に挙げて以下に説明する。

まず、本実施形態のレンズ鏡筒１において、固定枠２０（第１の枠）は、全体として略円環形状からなり、カメラ本体（不図示）に対して固定される固定用枠部材の一部を構成している。一方、５群レンズ保持枠１５（第２の枠）は、上述したように、第５レンズ群２５を固定保持し、上記固定枠２０に対して光軸Ｏと直交する方向に相対移動可能に設けられている。そして、５群レンズ保持枠１５は、後述する芯調整機構による芯調整が施された後、その状態を維持するために固定状態とされる。そのための芯調整機構は、次のように構成されている。

図２〜図７に示すように、固定枠２０（第１の枠）の略中央部に形成された開口に、５群レンズ保持枠１５（第２の枠）の第５レンズ群２５が保持されている保持枠部分が挿入配置される。ここで、固定枠２０（第１の枠）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）との間の径方向には、両枠部材（２０，１５）の相対的な移動量を調整するための調整部材である芯調整用板部材３９を収納配置するための二つの調整部材収納部３６ａが形成されている。この二つの調整部材収納部３６ａは、固定枠２０側の壁部２０ａと、この壁部２０ａに対向する５群レンズ保持枠１５側の凸部１５ａとを含んで構成され、上記壁部２０ａと凸部１５ａとの間に調整板３９が挟持された状態で収納配置されるように構成している。なお、上記二つの調整部材収納部３６ａは、上記両枠部材（２０，１５）の互いの周方向において離間した位置に形成されている。

さらに、固定枠２０（第１の枠）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）との間の径方向において、上記二つの調整部材収納部３６ａのそれぞれから周方向に略等間隔を置いた位置の固定枠２０側には、テーパー面を有する皿ビスである押圧ビス３７が、その軸方向を光軸Ｏに平行な方向に配設されている。そのために、固定枠２０側の同位置には、ビス穴２０ｂ（図６参照）が形成されていて、このビス穴２０ｂに上記押圧ビス３７が螺合している。このように押圧ビス３７を配置することによって、当該押圧ビス３７は、上記二つの調整部材収納部３６ａに互いに対向する位置に配置されることになる。

上記押圧ビス３７のテーパー面と５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂ（図６参照）との間には、転動部材であるローラ３８が介在している。ここで、当該ローラ３８は、略円柱形状に形成されており、その軸方向は光軸Ｏに直交する面に平行となるように、かつその外周面１５ｂが上記押圧ビス３７のテーパー面と上記５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂとのそれぞれに対して点接触するように配設されている。即ち、押圧ビス３７のテーパー面と５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂとで挟まれるように配置されている。また、ローラ３８の配置位置は、上記二つの調整部材収納部３６ａに配置される調整板３９の配置されている位置に対して、光軸Ｏに直交する面において、略同一面上となるように設定されている。

この構成により、押圧ビス３７をビス穴２０ｂに螺合させて締め付けると、押圧ビス３７のテーパー面がローラ３８を光軸Ｏ方向側に押圧し、このローラ３８が５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂを径方向に押圧するように構成している。この場合において、上述したように、押圧ビス３７の配設位置は、上記二つの調整部材収納部３６ａに互いに対向する位置に配置されているので、押圧ビス３７の締め付けによって同押圧ビス３７のテーパー面がローラ３８を介して５群レンズ保持枠１５を径方向に押圧すると、同５群レンズ保持枠１５は、上記二つの調整部材収納部３６ａにおいて各凸部１５ａが調整板３９を押圧する。これにより、５群レンズ保持枠１５と調整板３９との間の空隙、及び調整板３９と固定枠２０との間の空隙が除去される。即ち、上記両枠部材（２０，１５）の間のガタ取りが行われる。このとき調整板３９の枚数を調整することで、又は、異なる板厚を用いることで５群レンズ保持枠１５（第２の枠）の第５レンズ群２５の光軸Ｏの芯調整（光軸調整）を行い得る。

また、上記ローラ３８と上記調整板３９の配置位置を、光軸Ｏに直交する面において、略同一面上となるように設定しているので、ローラ３８が５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂを押圧する押圧力は、当該５群レンズ保持枠１５を径方向に、光軸Ｏに直交する方向に押圧する。したがって、５群レンズ保持枠１５が径方向に移動する際に、光軸Ｏが傾くようなことはない。

このようにして上記固定枠２０と５群レンズ保持枠１５との両枠部材の間のガタ取りがなされた状態は、複数の螺子３６ｘ及び座金部材であるワッシャ３６によって固定され、両枠部材は一体化される。

上記複数の螺子３６ｘは、光軸Ｏと平行に螺合して上記固定枠２０と５群レンズ保持枠１５とを、複数の締結部３６ｚにて締結する締結部材である。また、上記複数の締結部３６ｚは、上記複数の螺子３６ｘによって上記固定枠２０と５群レンズ保持枠１５とが一体に締結される部位を指している。なお、本実施形態においては、上記複数の螺子３６ｘを３本とし、複数の締結部３６ｚを三箇所としている。

上記座金部材であるワッシャ３６は、円弧状に形成された板状の一つの部材によって構成される。当該ワッシャ３６は、上記複数の螺子３６ｘと複数の締結部３６ｚとの間に一体に挟まれるように配設されている。

このように構成される本実施形態のレンズ鏡筒１において、上記固定枠２０（第１の枠）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）とは、両枠部材（２０，１５）の間に調整板３９（調整部材）が調整部材収納部３６ａに収納された状態で、複数の締結部３６ｚにて複数の螺子３６ｘを用いて締結されることによって一体に固定される。

この場合において、調整板３９（調整部材）と上記固定枠２０（第１の枠）との間の空隙、及び調整板３９（調整部材）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）との間の空隙を除去するために、ローラ３８（転動部材）と押圧ビス３７（皿ビス）とを設けている。ここで、押圧ビス３７（皿ビス）は、固定枠２０側において光軸Ｏと平行な方向に螺合して配置される。この押圧ビス３７（皿ビス）はテーパー面を有している。そして、押圧ビス３７のテーパー面と、５群レンズ保持枠１５の外周面１５ｂとの間にローラ３８（転動部材）を介在させて配置している。この構成により、押圧ビス３７を締め込むと、押圧ビス３７のテーパー面がローラ３８を介して５群レンズ保持枠１５（第２の枠）を径方向に押圧して、両枠部材（２０，１５）の間のガタ取りがなされる。

この状態において、上記複数の螺子３６ｘを用いて、上記両枠部材（２０，１５）をワッシャ３６を挟んで一体に締結固定する。

以上説明したように上記一実施形態によれば、固定枠２０（第１の枠）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）との間のガタ取り及び芯調整（光軸調整）の機構として、皿ビスからなる押圧ビス３７を用いる構成とし、押圧ビス３７のテーパー面と被調整枠となる５群レンズ保持枠１５（第２の枠）の外周面１５ｂとの間にローラ３８（転動部材）介在させるように構成している。この構成によれば、押圧ビス３７の軸方向（スラスト方向）への押圧力は、ローラ３８を介して５群レンズ保持枠１５の周面垂直に、すなわち枠の径方向への力に変換されて確実に枠の径方向へのみ加わり、押圧ビス３８の回転変位の力が５群レンズ保持枠１５の周面に加わることなく、よって５群レンズ保持枠１５を位置ズレを生じさせることがない。しがって、これにより芯調整（光軸調整）した位置で確実に固定できる。

また、芯調整（光軸調整）後の両枠部材（２０，１５）を、複数の締結部３６ｚにて複数の螺子３６ｘを用いて締結固定する際に、上記両枠部材（２０，１５）の間に一つのワッシャ３６を挟んで固定している。したがって、この構成により、固定用の複数の螺子３６ｘの締め付けによるモーメントをキャンセルすることができる。

このように、固定枠２０（第１の枠）と５群レンズ保持枠１５（第２の枠）との間の芯調整を行った後、その状態を確実に固定することを、極めて簡単な構成によって実現することができる。

なお、本実施形態においては、本発明を適用するレンズ鏡筒の一形態として、いわゆるレンズ交換式カメラに適用されるレンズ鏡筒を例に挙げて説明しているが、本発明を適用することができるレンズ鏡筒の形態としては、この例に限られることはなく、例えばレンズ鏡筒とカメラボディとが一体に構成されるいわゆるレンズ一体型カメラ等におけるレンズ鏡筒に対しても全く同様に適用することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明のレンズ鏡筒は、カメラ等の撮像装置に適用されるもの以外にも、撮像機能を備えた各種の電子機器、例えば携帯電話，スマートフォン，電子手帳，電子辞書，携帯情報端末，パーソナルコンピュータ，タブレット型端末機器，ゲーム機器，テレビ，時計，ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用したナビゲーション機器等、各種の撮像機能付き電子機器に対して、広く適用することができる。

１……レンズ鏡筒，
１２……２群レンズ保持枠，１３……３群レンズ保持枠，１４……４群レンズ保持枠，
１５……５群レンズ保持枠，１５ａ……凸部，１５ｂ……外周面，
２０……固定枠，２０ａ……壁部，２０ｂ……ビス穴，
２２……第２レンズ群，２３……第３レンズ群，２４……第４レンズ群，
２５……第５レンズ群，
２６……カム枠，
３１……レンズマウント環，３２……絞り機構，３３……ズーム操作環，
３６……ワッシャ，
３６ａ……調整部材収納部，３６ｘ……複数の螺子，３６ｚ……締結部，
３７……押圧ビス，３８……ローラ，３９……調整板，

Claims (3)

1. 第１の枠と、
   上記第１の枠に対し、光軸と直交する方向に相対移動可能な第２の枠と、
   上記相対移動の量を調整するための調整部材と、
   上記第１の枠と上記第２の枠との間の径方向において、互いの周方向に離間して形成され上記調整部材を収納可能とする二つの調整部材収納部と、
   複数の螺子と、
   上記第１の枠と上記第２の枠とを上記複数の螺子により光軸と平行に螺合して締結するための複数の締結部と、
   上記複数の螺子と上記複数の締結部との間に一体で挟まれる一つの座金部材と、
   を具備したことを特徴としたレンズ鏡筒。
2. 上記一つの座金部材は、円弧状に形成された板状の部材からなることを特徴とした請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 上記レンズ鏡筒は上記調整部材が上記調整部材収納部に収納され、上記複数の螺子にて締結するとき、上記調整部材と上記第１の枠との間の空隙及び上記調整部材と上記第２の枠との間の空隙を除去するため、転動部材を介在させて上記第２の枠を径方向に押圧するため、光軸と平行な方向に螺合して該転動部材を皿ビスのテーパ面にて押圧することを特徴とした請求項１又は請求項２記載のレンズ鏡筒。

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