レンズユニットおよび光学機器
【課題】移動するレンズの位置決め精度を高くする。
【解決手段】レンズユニットであって、レンズを保持するレンズ保持部と、レンズの光軸方向と平行に延伸し、レンズ保持部を案内する案内軸とを備え、レンズ保持部および案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、レンズ保持部および案内軸の他方は、規制部の一対の円形状の両方に当接する当接部を有する。上記レンズユニットにおいて、案内軸は一対の丸棒が並置されることにより形成され、規制部は一対の丸棒の外周面により形成されてもよい。
【解決手段】レンズユニットであって、レンズを保持するレンズ保持部と、レンズの光軸方向と平行に延伸し、レンズ保持部を案内する案内軸とを備え、レンズ保持部および案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、レンズ保持部および案内軸の他方は、規制部の一対の円形状の両方に当接する当接部を有する。上記レンズユニットにおいて、案内軸は一対の丸棒が並置されることにより形成され、規制部は一対の丸棒の外周面により形成されてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットおよび光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動するレンズをシャフトにより案内する装置がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］実用新案登録第２５８５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
シャフトとシャフトが挿通された穴との間隙を測定することは難しい。このため、金型等を調整して高精度な製品を歩留りよく製造することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様として、レンズを保持するレンズ保持部と、レンズの光軸方向と平行に延伸し、レンズ保持部を案内する案内軸とを備え、レンズ保持部および案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、レンズ保持部および案内軸の他方は、規制部の一対の円形状の両方に当接する当接部を有するレンズユニットが提供される。
【０００５】
本発明の第二態様として、上記レンズユニットと、レンズ保持部を駆動する駆動部とを備え、駆動部の駆動力により案内軸に案内されたレンズ保持部が移動する光学機器が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。
【図２】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図３】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図４】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図５】案内機構４０１の模式的断面図である。
【図６】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図７】案内機構４０２の模式的断面図である。
【図８】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図９】案内機構４０３の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、光学機器の一種である一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、レンズユニット２００およびカメラボディ３００を含む。
【００１０】
なお、以降の説明においては、カメラボディ３００に装着したレンズユニット２００における物体側を「前」または「先」と記載する。また、同じく、レンズユニット２００における像側を「後」または「背面」と記載する。
【００１１】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、レンズ２２０、２３０、２４０、鏡筒側制御部２５０および鏡筒側マウント部２６０を有する。固定筒２１０の一端には、鏡筒側マウント部２６０が設けられる。鏡筒側マウント部２６０は、カメラボディ３００のボディ側マウント部３６０と嵌合して、レンズユニット２００をカメラボディ３００に結合する。
【００１２】
鏡筒側マウント部２６０およびボディ側マウント部３６０の結合は特定の操作により解除できる。よって、カメラボディ３００には、同じ規格の鏡筒側マウント部２６０を有する他のレンズユニット２００を交換して装着できる。
【００１３】
レンズ２２０、２３０、２４０は、固定筒２１０の内側において光軸Ｘに沿って配列されて光学系を形成する。光学系を変倍または合焦する場合に、レンズ２２０、２３０、２４０の一部または全部が光軸Ｘと平行な方向に移動する。なお、レンズ２２０、２３０、２４０の各々は、複数のレンズを組み合わせたレンズ群である場合もある。
【００１４】
鏡筒側制御部２５０は、レンズユニット２００自体の制御を司ると共に、カメラボディ３００のボディ側制御部３２２との通信も担う。これにより、カメラボディ３００に装着されたレンズユニット２００は、カメラボディ３００と連携して動作する。
【００１５】
カメラボディ３００においては、ボディ側マウント部３６０を挟んでレンズユニット２００の反対側にミラーユニット３８０が配される。ミラーユニット３８０の上方にはフォーカシングスクリーン３４６が水平に配される。
【００１６】
フォーカシングスクリーン３４６の更に上方にはペンタプリズム３４４が、ペンタプリズム３４４の後方にはファインダ光学系３４２が、それぞれ配される。ファインダ光学系３４２の後端は、ファインダ３４０としてカメラボディ３００の背面に露出する。
【００１７】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３８０の後方には、フォーカルプレンシャッタ３１０、光学フィルタ３７２および撮像素子３７０が順次配される。フォーカルプレンシャッタ３１０は開閉して、入射拘束を撮像素子３７０に導入または遮断する。
【００１８】
光学フィルタ３７２は、撮像素子３７０の直前に設置され、入射光束から可視帯域外の成分を除去する。また、光学フィルタ３７２は、撮像素子３７０の表面を保護する。更に、光学フィルタ３７２は、ローパスフィルタとして入射光束の空間周波数を減じてモアレの発生を抑制する。
【００１９】
撮像素子３７０は、光学フィルタ３７２の後方に配される。撮像素子３７０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成される。
【００２０】
撮像素子３７０の更に背後には、基板３２０、表示部３３０が順次配される。基板３２０には、ボディ側制御部３２２、画像処理部３２４等が実装される。表示部３３０は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ３００の背面に露出する。
【００２１】
ミラーユニット３８０は、メインミラー保持枠３８１およびメインミラー３８２を有する。メインミラー保持枠３８１は、メインミラー３８２を保持しつつ、メインミラー回動軸３８３により軸支される。これにより、メインミラー保持枠３８１は、位置決めピン３８４に当接する位置と、ストッパ３８８に当接する位置との間を回動する。
【００２２】
ミラーユニット３８０は、サブミラー保持枠３８５およびサブミラー３８６も有する。サブミラー保持枠３８５は、サブミラー３８６を保持しつつ、サブミラー回動軸３８７によりメインミラー保持枠３８１から軸支される。
【００２３】
これにより、サブミラー３８６は、メインミラー保持枠３８１に対して回動する。メインミラー保持枠３８１が回動する場合、サブミラー３８６およびサブミラー保持枠３８５はメインミラー保持枠３８１と共に移動しつつ、メインミラー保持枠３８１に対して回動する。
【００２４】
図示のミラーユニット３８０においては、メインミラー保持枠３８１の前端が降下して位置決めピン３８４に当接している。これにより、メインミラー３８２は、レンズユニット２００を通じて入射した入射光束の光路を斜めに横切る観察位置に位置決めされる。
【００２５】
観察位置にあるメインミラー３８２に入射した被写体光の一部は、メインミラー３８２の一部に形成されたハーフミラー領域を透過してサブミラー３８６に入射する。サブミラー３８６に入射した被写体光の一部は、合焦光学系３９０に向かって反射され、やがて、合焦位置センサ３９２に入射する。
【００２６】
合焦位置センサ３９２は、レンズユニット２００の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部３２２に通知する。ボディ側制御部３２２は、鏡筒側制御部２５０と通信して、検知されたデフォーカス量を打ち消すように、レンズ２２０、２３０、２４０のいずれかを移動させる。こうして、レンズユニット２００は、撮像素子３７０の撮像面に被写体像を結ぶべく合焦する。
【００２７】
また、観察位置にあるメインミラー３８２は、入射光束の大半をフォーカシングスクリーン３４６に向かって反射する。フォーカシングスクリーン３４６は、撮像素子３７０の撮像面と光学的に共役な位置に配され、レンズユニット２００の光学系が形成した被写体像を可視化する。
【００２８】
フォーカシングスクリーン３４６に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム３４４およびファインダ光学系３４２を通じてファインダ３４０から観察される。ペンタプリズム３４４を通じた被写体像は、ファインダ３４０から正立正像として観察される。
【００２９】
ペンタプリズム３４４から射出される光束の一部は、ファインダ光学系３４２の上方に配された測光センサ３５０に受光される。カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ３５０は、入射した光束の一部から被写体輝度を検出する。
【００３０】
ボディ側制御部３２２は、検出された被写体輝度に応じて、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等の撮像条件を算出する。これにより、一眼レフカメラ１００は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
【００３１】
一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが押された場合、メインミラー保持枠３８１はメインミラー３８２と共に図中時計回りに回動し、ストッパ３８８に当接して、退避位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー３８２は、レンズユニット２００の光学系を通じて入射光束の光路から退避する。
【００３２】
メインミラー３８２が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠３８５も、メインミラー保持枠３８１と共に上昇すると共に、サブミラー回動軸３８７の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー３８６も入射光束の光路から退避する。
【００３３】
メインミラー３８２およびサブミラー３８６が撮影位置に移動すると、カメラボディ３００においては続いてフォーカルプレンシャッタ３１０が開く。これにより、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した像光は、光学フィルタ３７２を通過した後に撮像素子３７０に受光される。撮影後には、フォーカルプレンシャッタ３１０の後膜が閉じ、メインミラー３８２およびサブミラー３８６は再び回動して観察位置に復帰する。
【００３４】
図２は、レンズユニット２００の内部構造を部分的に示す斜視図である。図２には、操作環等の外装部材を取り外したレンズユニット２００における、前フランジ２１４および後フランジ２１６とカム環２９０とが示される。
【００３５】
前フランジ２１４および後フランジ２１６は互いに個別に成形され、レンズユニット２００の前端近傍および後端近傍に配される。前フランジ２１４および後フランジ２１６は、レンズユニット２００に対する入射光束の光路を通す開口をそれぞれ有する。
【００３６】
前フランジ２１４は、二対の丸棒部材２７２の前端を開口の周上で等間隔に保持しつつ、レンズユニット２００の固定筒２１０に対して固定される。後フランジ２１６も、丸棒部材２７２の後端を開口の周上で等間隔に保持しつつ、レンズユニット２００の固定筒２１０に対して固定される。よって、丸棒部材２７２は、レンズユニット２００の内部において、それぞれ光軸Ｘと平行に保持される。
【００３７】
カム環２９０は、光軸Ｘと平行に配された円筒状の部材であり、一対の前フランジ２１４および後フランジ２１６の間に配される。カム環２９０は、光軸Ｘの回りに回動可能に支持され、例えば、レンズユニット２００に外装部材として取り付けられた操作環と連動して回転する。
【００３８】
また、カム環２９０は、カム環２９０自体の長手方向における位置が周方向に沿って変化するカム溝２９２を有する。カム溝２９２には、カムフォロア２３８が、カム環２９０の径方向に挿通される。
【００３９】
図３は、レンズユニット２００の部分的斜視図である。図３は、図２に示した状態のレンズユニット２００から、更にカム環２９０を取り外した状態を示す。前フランジ２１４および後フランジ２１６は、中間筒２１８により連結されて互いに固定される。
【００４０】
中間筒２１８は、一対の嵌めあい面２１１を外周面両端に有する。嵌めあい面２１１の外径は、中間筒２１８の他の部分の外径よりも大きく、カム環２９０の内径に略等しい。よって、中間筒２１８の外側にカム環２９０を装着した場合、カム環２９０は、光軸Ｘ方向の両端で支持され、前フランジ２１４および後フランジ２１６の間で円滑に回転する。
【００４１】
また、中間筒２１８は、光軸Ｘと平行な直進溝２１２を周面に有する。直進溝２１２には、カムフォロア２３８が挿通される。即ち、レンズユニット２００において、カムフォロア２３８は、直進溝２１２およびカム溝２９２の双方に挿通される。よって、カム環２９０が中間筒２１８に対して、光軸Ｘの回りを回転した場合、カムフォロア２３８は、光軸Ｘと平行な方向の駆動力を受けて、直進溝２１２に沿って駆動される。
【００４２】
図４は、案内機構４０１を含むレンズユニット２００の部分的斜視図である。図４は、図３に示した状態のレンズユニット２００から、更に中間筒２１８を取り外した状態を示す図でもある。
【００４３】
また、図４は、光軸Ｘ方向について後フランジ２１６側からレンズユニット２００を見た様子を示す。これにより、前フランジ２１４と同様に、後フランジ２１６が丸棒部材２７２を保持している様子が判る。
【００４４】
レンズユニット２００から中間筒２１８を取り外すと、一対の前フランジ２１４および後フランジ２１６の間で、互いに平行に、且つ、光軸Ｘに対して平行に配された二対の丸棒部材２７２が現れる。対になった丸棒部材２７２の各々は、それぞれ案内軸２７０を形成する。案内軸２７０としての丸棒部材２７２の対は、前フランジ２１４および後フランジ２１６の周方向について等間隔に配される。
【００４５】
前フランジ２１４および後フランジ２１６の間であって、一対の案内軸２７０の間には、レンズ２３０を保持したレンズ保持枠２３２が配される。レンズ保持枠２３２は、鋼球保持部２３１、２３４とカムフォロア２３８とを有する。
【００４６】
図中上側に位置する鋼球保持部２３４は、２個の鋼球２８０を保持する。鋼球２８０の各々は、抜け止め部２３６により押さえられて、鋼球保持部２３４からの抜け落ちを防止される。
【００４７】
なお、鋼球２８０の各々は、鋼球保持部２３４から抜け止め部２３６を脱着することにより交換できる。よって、径の異なる複数の鋼球２８０を用意して交換することにより、案内軸２７０および鋼球２８０の隙間を調整できる。
【００４８】
鋼球保持部２３４において、２個の鋼球２８０は、案内軸２７０の延伸方向に沿って配され、それぞれ案内軸２７０に接して個別に案内機構４０１を形成する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の軸方向に離間した一対の接触点において、案内軸２７０から位置決めされる。
【００４９】
よって、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きが規定され、レンズ保持枠２３２に保持されたレンズ２３０の光軸Ｘが、案内軸２７０と平行になる。また、鋼球保持部２３４に保持された一対の鋼球２８０を異径のものと交換することにより、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きを調整できる。
【００５０】
また、レンズ保持枠２３２は、図中下側に、１個の鋼球２８０を保持した鋼球保持部２３１を有する。鋼球２８０は、抜け止め部２３３により鋼球保持部２３１から抜け落ちないように保持される。また、抜け止め部２３３を鋼球保持部２３１脱着することにより、鋼球２８０を交換できる。
【００５１】
鋼球保持部２３１に保持された鋼球２８０は、図中下側の案内軸２７０に接する。これにより、案内機構４０１が形成され、レンズ保持枠２３２は案内軸２７０からも位置決めされる。このように、レンズ２３０の周方向に複数の案内軸２７０を配してレンズ保持枠２３２を案内することにより、中間筒２１８を含む固定筒２１０に対してレンズ２３０が位置決めされる。
【００５２】
更に、鋼球２８０の各々は、案内軸２７０に沿って移動する。これにより、レンズ２３０は、光軸Ｘを案内軸２７０と平行に保ったまま、案内軸２７０に案内されて移動する。
【００５３】
カムフォロア２３８の下端は、レンズ保持枠２３２に対して結合される。既に説明したように、カム環２９０が前フランジ２１４および後フランジ２１６および中間筒２１８に対して回転した場合、カムフォロア２３８は光軸Ｘと平行な方向に駆動される。よって、カムフォロア２３８に結合されたレンズ保持枠２３２も、光軸Ｘと平行な方向に駆動される。
【００５４】
また、カムフォロア２３８は、レンズ２３０の周方向について鋼球保持部２３４の近傍に配される。これにより、駆動されたカムフォロア２３８は、レンズ保持枠２３２を効率よく移動させる。
【００５５】
図５は、案内機構４０１の模式的断面図である。図１から図４までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５６】
レンズ保持枠２３２の外周側に形成された鋼球保持部２３１、２３４は、それぞれ鋼球２８０を収容する。鋼球保持部２３１、２３４は、鋼球２８０の外径よりも小さな内径の開口を有する抜け止め部２３３、２３６により封止される。これにより、鋼球２８０が鋼球保持部２３１、２３４から脱落することが防止される。
【００５７】
また、鋼球保持部２３１の内部は、鋼球２８０に対する摩擦が小さい材料により覆われる。これにより、鋼球保持部２３１に保持された鋼球２８０は円滑に回転する。
【００５８】
案内軸２７０は、一対の丸棒部材２７２により形成される。一対の丸棒部材２７２は互いに外接して、一対の円弧を含む断面形状を有する溝状の規制部を形成する。鋼球２８０は、一対の丸棒部材２７２が形成する規制部の内側において、一対の円弧のそれぞれに当接する。これにより、規制部を形成する案内軸２７０と、規制部に当接する鋼球２８０との位置関係が決定される。
【００５９】
なお、丸棒部材２７２および鋼球２８０は、寸法精度の高い材料が廉価に供給されている。特に鋼球２８０は、軸受けの部品として、種々の寸法を有するものが供給されている。よって、丸棒部材２７２および鋼球２８０により案内機構４０１を形成することにより、レンズ保持枠２３２を精度よく位置決めできる。
【００６０】
また、鋼球２８０は、鋼球保持部２３４の内部で円滑に回転する。よって、案内機構４０１において高い位置決め精度を維持しつつ、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に沿って円滑に移動させることができる。
【００６１】
図６は、図４および図５に示した案内機構４０１と共に、他の案内機構４０２を含むレンズユニット２００の部分的斜視図である。図６において、図４および図５と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００６２】
図６は、図４と同様に、カム環２９０および中間筒２１８を取り外して、案内軸２７０とレンズ２３０およびレンズ保持枠２３２とが露出した状態を示す。図６において、図中上側の案内機構４０１は、図４に示したレンズユニット２００と共通の構造を有する。これに対して、図６において、図中下側の案内機構４０２は、案内機構４０１と異なる構造を有する。
【００６３】
即ち、案内機構４０２において、案内軸２７０は、単一の丸棒部材２７２により形成される。案内機構４０２の丸棒部材２７２は、両端を前フランジ２１４および後フランジ２１６に支持され、光軸Ｘと平行に配される。単一の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０は、一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０と、前フランジ２１４および後フランジ２１６の周方向について等間隔に配される。
【００６４】
また、案内機構４０２において、一対の鋼球２８０は、レンズ保持枠２３２に周面に設けられた鋼球保持部２３５に保持される。また、鋼球２８０の各々は、抜け止め部２３７により押さえられて、鋼球保持部２３５からの抜け落ちを防止される。
【００６５】
鋼球２８０は、鋼球保持部２３５から抜け止め部２３７を脱着することにより交換できる。よって、径の異なる複数の鋼球２８０を用意して交換することにより、案内軸２７０および鋼球２８０の隙間を調整できる。
【００６６】
鋼球保持部２３５において、２個の鋼球２８０は、案内軸２７０の延伸方向に対して直交する方向に隣接して配される。単一の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０は、一対の鋼球２８０の双方に当接する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の軸方向に交差する方向について位置決めされる。
【００６７】
図中上側の案内軸２７０に対しては、鋼球保持部２３４を含む案内機構４０１が、レンズ保持枠２３２を位置決めしている。よって、案内機構４０１、４０２が協働することにより、レンズ保持枠２３２は、光軸Ｘを案内軸２７０と平行に保ったまま案内軸２７０に案内されて移動できる。
【００６８】
既に説明した通り、カムフォロア２３８の下端は、レンズ保持枠２３２に対して結合される。よって、カムフォロア２３８が駆動された場合、レンズ保持枠２３２は光軸Ｘと平行な方向に駆動される。
【００６９】
図７は、案内機構４０２の模式的断面図である。レンズ保持枠２３２の図中下側において外周側に形成された鋼球保持部２３５は一対の鋼球２８０を収容する。鋼球保持部２３４は、鋼球２８０の外径よりも小さな内径の一対の開口を有する抜け止め部２３７により封止される。これにより、鋼球２８０が鋼球保持部２３５から脱落することが防止される。換言すれば、抜け止め部２３７を脱着することにより、鋼球２８０を交換することもできる。
【００７０】
また、鋼球保持部２３５の内部は、鋼球２８０に対する摩擦が小さい材料により覆われる。これにより、鋼球保持部２３５に保持された鋼球２８０は円滑に回転する。
【００７１】
鋼球保持部２３５に保持された鋼球２８０は、円形の断面の一点において相互に外接する。案内軸２７０を形成する単一の丸棒部材２７２の周面は、一対の鋼球２８０の双方に当接する。
【００７２】
即ち、案内機構４０２においては、一対の鋼球２８０が互いに外接する一対の円形断面により規制部を形成する。また、規制部を形成する一対の円形断面の双方に当接する断面を有して当接部材を形成する丸棒部材２７２は、規制部に対して２点で接することにより、光軸Ｘと直交する方向の変位を規制される。
【００７３】
既に説明した通り、丸棒部材２７２および鋼球２８０は、寸法精度が高いものが廉価に供給されている。よって、丸棒部材２７２および鋼球２８０により、レンズ保持枠２３２を精度よく位置決めできる案内機構４０２を廉価に製造できる。
【００７４】
また、鋼球２８０は、鋼球保持部２３４の内部で円滑に回転する。よって、案内機構４０２は、高い位置決め精度を維持しつつ、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に沿って円滑に移動させることができる。
【００７５】
なお、案内機構４０２は、単一の丸棒部材２７２により案内軸２７０を形成するので、部品点数を削減してレンズユニット２００を軽量化できる。また、一対の鋼球２８０と単一の丸棒部材２７２を組み合わせた案内機構４０２を、案内軸２７０の軸方向に一対設けることにより、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きを規定する案内機構４０２を形成することもできる。
【００７６】
図８は、他のレンズユニット２０１の部分的斜視図である。レンズユニット２０１は、下記に説明する部分を除くと、レンズユニット２００と同じ構造を有する。よって、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７７】
レンズユニット２０１は、それぞれが一対の丸棒部材２７２を含む３組の案内軸２７０を備える。個々の案内軸２７０は、レンズユニット２００における案内軸２７０と変わらない。また、３組の案内軸２７０は、前フランジ２１４および後フランジ２１６に周方向に等間隔に配される。
【００７８】
上記のような３本の案内軸２７０に対して、レンズ保持枠２３２は、単一の鋼球２８０を保持する一対の鋼球保持部２３１と、一対の鋼球２８０を保持する単一の鋼球保持部２３４とにより案内軸２７０に対して当接する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の内側において、より安定に位置決めされる。
【００７９】
なお、レンズユニット２０１に設けられた複数の案内機構４０１のうちの少なくともひとつが、他の構造を有するものであってもよい。即ち、例えば、案内機構４０１のひとつを、単一の丸棒部材２７２と一対の鋼球２８０とを含む案内機構４０２に変更してもよい。
【００８０】
図９は、また他の案内機構４０３の模式的断面図である。案内機構４０３は、下記に説明する部分を除くと、他の案内機構４０１、４０２と同じ構造を有する。よって、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８１】
一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０を有する案内機構４０１においては、光軸Ｘと直交する断面上で、一対の丸棒部材２７２がレンズ２３０の周方向に隣接して配置された。この点、案内機構４０３においては、一対の丸棒部材２７２が、光軸Ｘと直交する断面上で、レンズ２３０の径方向に隣接して配される。
【００８２】
隣接して配された案内軸２７０の図中側面には、一対の円弧により挟まれた規制部がそれぞれ形成させる。よって、これら規制部に鋼球２８０を当接させることにより、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に対して位置決めすることができる。ただし、案内機構４０３においてレンズ保持枠２３２が規制されるのは光軸Ｘと直交する方向への変位であり、案内軸２７０に沿って移動する変位は規制されない。
【００８３】
このように、一対の丸棒部材２７２と一対の鋼球２８０とにより案内機構４０３を形成できる。案内機構４０３は、他の案内機構４０１、４０２と組み合わせてもよいし、案内機構４０３を複数組み合わせてレンズ保持枠２３２を位置決めし且つ移動させることもできる。
【００８４】
なお、上記の例では、丸棒と球体とを組み合わせた案内機構４０１、４０２、４０３を示した。しかしながら、１本または一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０に対して、一対または１本の丸棒部材２７２により形成された当接部材を当接させて案内機構を形成することもできる。更に、ひとつのレンズユニット２００、２０１において、これらの複数種類の案内機構４０１、４０２、４０３を混在させてもよい。
【００８５】
また、上記の例では、直進溝２１２を有する中間筒２１８とカム溝２９２を有するカム環２９０との組み合わせにより形成された駆動機構を例示した。しかしながら、操作環の回転による駆動機構だけではなく、電動アクチュエータ、超音波アクチュエータ等を駆動力源とする駆動機構を組み合わせてもよい。
【００８６】
更に、上記の例では光学機器として一眼レフカメラ１００を例にあげた。しかしながら、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置の他、望遠鏡、顕微鏡、測量器等の他の光学機器においても、上記の案内機構４０１、４０２、４０３で光学部材を支持、案内することができる。
【００８７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８８】
１００ 一眼レフカメラ、２００、２０１ レンズユニット、２１０ 固定筒、２１１ 嵌めあい面、２１２ 直進溝、２１４ 前フランジ、２１６ 後フランジ、２１８ 中間筒、２２０、２３０、２４０ レンズ、２３１、２３４、２３５ 鋼球保持部、２３２ レンズ保持枠、２３３、２３６、２３７ 抜け止め部、２３８ カムフォロア、２５０ 鏡筒側制御部、２６０ 鏡筒側マウント部、２７０ 案内軸、２７２ 丸棒部材、２８０ 鋼球、２９０ カム環、２９２ カム溝、３００ カメラボディ、３１０ フォーカルプレンシャッタ、３２０ 基板、３２２ ボディ側制御部、３２４ 画像処理部、３３０ 表示部、３４０ ファインダ、３４２ ファインダ光学系、３４４ ペンタプリズム、３４６ フォーカシングスクリーン、３５０ 測光センサ、３６０ ボディ側マウント部、３７０ 撮像素子、３７２ 光学フィルタ、３８０ ミラーユニット、３８１ メインミラー保持枠、３８２ メインミラー、３８３ メインミラー回動軸、３８４ 位置決めピン、３８５ サブミラー保持枠、３８６ サブミラー、３８７ サブミラー回動軸、３８８ ストッパ、３９０ 合焦光学系、３９２ 合焦位置センサ、４０１、４０２、４０３ 案内機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットおよび光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動するレンズをシャフトにより案内する装置がある（特許文献１参照）。
［特許文献１］実用新案登録第２５８５８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
シャフトとシャフトが挿通された穴との間隙を測定することは難しい。このため、金型等を調整して高精度な製品を歩留りよく製造することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様として、レンズを保持するレンズ保持部と、レンズの光軸方向と平行に延伸し、レンズ保持部を案内する案内軸とを備え、レンズ保持部および案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、レンズ保持部および案内軸の他方は、規制部の一対の円形状の両方に当接する当接部を有するレンズユニットが提供される。
【０００５】
本発明の第二態様として、上記レンズユニットと、レンズ保持部を駆動する駆動部とを備え、駆動部の駆動力により案内軸に案内されたレンズ保持部が移動する光学機器が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。
【図２】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図３】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図４】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図５】案内機構４０１の模式的断面図である。
【図６】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図７】案内機構４０２の模式的断面図である。
【図８】レンズユニット２００の部分的斜視図である。
【図９】案内機構４０３の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、光学機器の一種である一眼レフカメラ１００の模式的断面図である。一眼レフカメラ１００は、レンズユニット２００およびカメラボディ３００を含む。
【００１０】
なお、以降の説明においては、カメラボディ３００に装着したレンズユニット２００における物体側を「前」または「先」と記載する。また、同じく、レンズユニット２００における像側を「後」または「背面」と記載する。
【００１１】
レンズユニット２００は、固定筒２１０、レンズ２２０、２３０、２４０、鏡筒側制御部２５０および鏡筒側マウント部２６０を有する。固定筒２１０の一端には、鏡筒側マウント部２６０が設けられる。鏡筒側マウント部２６０は、カメラボディ３００のボディ側マウント部３６０と嵌合して、レンズユニット２００をカメラボディ３００に結合する。
【００１２】
鏡筒側マウント部２６０およびボディ側マウント部３６０の結合は特定の操作により解除できる。よって、カメラボディ３００には、同じ規格の鏡筒側マウント部２６０を有する他のレンズユニット２００を交換して装着できる。
【００１３】
レンズ２２０、２３０、２４０は、固定筒２１０の内側において光軸Ｘに沿って配列されて光学系を形成する。光学系を変倍または合焦する場合に、レンズ２２０、２３０、２４０の一部または全部が光軸Ｘと平行な方向に移動する。なお、レンズ２２０、２３０、２４０の各々は、複数のレンズを組み合わせたレンズ群である場合もある。
【００１４】
鏡筒側制御部２５０は、レンズユニット２００自体の制御を司ると共に、カメラボディ３００のボディ側制御部３２２との通信も担う。これにより、カメラボディ３００に装着されたレンズユニット２００は、カメラボディ３００と連携して動作する。
【００１５】
カメラボディ３００においては、ボディ側マウント部３６０を挟んでレンズユニット２００の反対側にミラーユニット３８０が配される。ミラーユニット３８０の上方にはフォーカシングスクリーン３４６が水平に配される。
【００１６】
フォーカシングスクリーン３４６の更に上方にはペンタプリズム３４４が、ペンタプリズム３４４の後方にはファインダ光学系３４２が、それぞれ配される。ファインダ光学系３４２の後端は、ファインダ３４０としてカメラボディ３００の背面に露出する。
【００１７】
カメラボディ３００において、ミラーユニット３８０の後方には、フォーカルプレンシャッタ３１０、光学フィルタ３７２および撮像素子３７０が順次配される。フォーカルプレンシャッタ３１０は開閉して、入射拘束を撮像素子３７０に導入または遮断する。
【００１８】
光学フィルタ３７２は、撮像素子３７０の直前に設置され、入射光束から可視帯域外の成分を除去する。また、光学フィルタ３７２は、撮像素子３７０の表面を保護する。更に、光学フィルタ３７２は、ローパスフィルタとして入射光束の空間周波数を減じてモアレの発生を抑制する。
【００１９】
撮像素子３７０は、光学フィルタ３７２の後方に配される。撮像素子３７０は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子により形成される。
【００２０】
撮像素子３７０の更に背後には、基板３２０、表示部３３０が順次配される。基板３２０には、ボディ側制御部３２２、画像処理部３２４等が実装される。表示部３３０は、液晶表示板等により形成され、カメラボディ３００の背面に露出する。
【００２１】
ミラーユニット３８０は、メインミラー保持枠３８１およびメインミラー３８２を有する。メインミラー保持枠３８１は、メインミラー３８２を保持しつつ、メインミラー回動軸３８３により軸支される。これにより、メインミラー保持枠３８１は、位置決めピン３８４に当接する位置と、ストッパ３８８に当接する位置との間を回動する。
【００２２】
ミラーユニット３８０は、サブミラー保持枠３８５およびサブミラー３８６も有する。サブミラー保持枠３８５は、サブミラー３８６を保持しつつ、サブミラー回動軸３８７によりメインミラー保持枠３８１から軸支される。
【００２３】
これにより、サブミラー３８６は、メインミラー保持枠３８１に対して回動する。メインミラー保持枠３８１が回動する場合、サブミラー３８６およびサブミラー保持枠３８５はメインミラー保持枠３８１と共に移動しつつ、メインミラー保持枠３８１に対して回動する。
【００２４】
図示のミラーユニット３８０においては、メインミラー保持枠３８１の前端が降下して位置決めピン３８４に当接している。これにより、メインミラー３８２は、レンズユニット２００を通じて入射した入射光束の光路を斜めに横切る観察位置に位置決めされる。
【００２５】
観察位置にあるメインミラー３８２に入射した被写体光の一部は、メインミラー３８２の一部に形成されたハーフミラー領域を透過してサブミラー３８６に入射する。サブミラー３８６に入射した被写体光の一部は、合焦光学系３９０に向かって反射され、やがて、合焦位置センサ３９２に入射する。
【００２６】
合焦位置センサ３９２は、レンズユニット２００の光学系におけるデフォーカス量を検出して、ボディ側制御部３２２に通知する。ボディ側制御部３２２は、鏡筒側制御部２５０と通信して、検知されたデフォーカス量を打ち消すように、レンズ２２０、２３０、２４０のいずれかを移動させる。こうして、レンズユニット２００は、撮像素子３７０の撮像面に被写体像を結ぶべく合焦する。
【００２７】
また、観察位置にあるメインミラー３８２は、入射光束の大半をフォーカシングスクリーン３４６に向かって反射する。フォーカシングスクリーン３４６は、撮像素子３７０の撮像面と光学的に共役な位置に配され、レンズユニット２００の光学系が形成した被写体像を可視化する。
【００２８】
フォーカシングスクリーン３４６に結ばれた被写体像は、ペンタプリズム３４４およびファインダ光学系３４２を通じてファインダ３４０から観察される。ペンタプリズム３４４を通じた被写体像は、ファインダ３４０から正立正像として観察される。
【００２９】
ペンタプリズム３４４から射出される光束の一部は、ファインダ光学系３４２の上方に配された測光センサ３５０に受光される。カメラボディ３００のレリーズボタンが半押し状態になると、測光センサ３５０は、入射した光束の一部から被写体輝度を検出する。
【００３０】
ボディ側制御部３２２は、検出された被写体輝度に応じて、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度等の撮像条件を算出する。これにより、一眼レフカメラ１００は、適切な撮影条件で被写体を撮影できる状態になる。
【００３１】
一眼レフカメラ１００においてレリーズボタンが押された場合、メインミラー保持枠３８１はメインミラー３８２と共に図中時計回りに回動し、ストッパ３８８に当接して、退避位置に略水平に停止する。これにより、メインミラー３８２は、レンズユニット２００の光学系を通じて入射光束の光路から退避する。
【００３２】
メインミラー３８２が撮影位置に向かって回動する場合、サブミラー保持枠３８５も、メインミラー保持枠３８１と共に上昇すると共に、サブミラー回動軸３８７の回りに回動して、撮影位置において略水平に停止する。これにより、サブミラー３８６も入射光束の光路から退避する。
【００３３】
メインミラー３８２およびサブミラー３８６が撮影位置に移動すると、カメラボディ３００においては続いてフォーカルプレンシャッタ３１０が開く。これにより、レンズユニット２００の光学系を通じて入射した像光は、光学フィルタ３７２を通過した後に撮像素子３７０に受光される。撮影後には、フォーカルプレンシャッタ３１０の後膜が閉じ、メインミラー３８２およびサブミラー３８６は再び回動して観察位置に復帰する。
【００３４】
図２は、レンズユニット２００の内部構造を部分的に示す斜視図である。図２には、操作環等の外装部材を取り外したレンズユニット２００における、前フランジ２１４および後フランジ２１６とカム環２９０とが示される。
【００３５】
前フランジ２１４および後フランジ２１６は互いに個別に成形され、レンズユニット２００の前端近傍および後端近傍に配される。前フランジ２１４および後フランジ２１６は、レンズユニット２００に対する入射光束の光路を通す開口をそれぞれ有する。
【００３６】
前フランジ２１４は、二対の丸棒部材２７２の前端を開口の周上で等間隔に保持しつつ、レンズユニット２００の固定筒２１０に対して固定される。後フランジ２１６も、丸棒部材２７２の後端を開口の周上で等間隔に保持しつつ、レンズユニット２００の固定筒２１０に対して固定される。よって、丸棒部材２７２は、レンズユニット２００の内部において、それぞれ光軸Ｘと平行に保持される。
【００３７】
カム環２９０は、光軸Ｘと平行に配された円筒状の部材であり、一対の前フランジ２１４および後フランジ２１６の間に配される。カム環２９０は、光軸Ｘの回りに回動可能に支持され、例えば、レンズユニット２００に外装部材として取り付けられた操作環と連動して回転する。
【００３８】
また、カム環２９０は、カム環２９０自体の長手方向における位置が周方向に沿って変化するカム溝２９２を有する。カム溝２９２には、カムフォロア２３８が、カム環２９０の径方向に挿通される。
【００３９】
図３は、レンズユニット２００の部分的斜視図である。図３は、図２に示した状態のレンズユニット２００から、更にカム環２９０を取り外した状態を示す。前フランジ２１４および後フランジ２１６は、中間筒２１８により連結されて互いに固定される。
【００４０】
中間筒２１８は、一対の嵌めあい面２１１を外周面両端に有する。嵌めあい面２１１の外径は、中間筒２１８の他の部分の外径よりも大きく、カム環２９０の内径に略等しい。よって、中間筒２１８の外側にカム環２９０を装着した場合、カム環２９０は、光軸Ｘ方向の両端で支持され、前フランジ２１４および後フランジ２１６の間で円滑に回転する。
【００４１】
また、中間筒２１８は、光軸Ｘと平行な直進溝２１２を周面に有する。直進溝２１２には、カムフォロア２３８が挿通される。即ち、レンズユニット２００において、カムフォロア２３８は、直進溝２１２およびカム溝２９２の双方に挿通される。よって、カム環２９０が中間筒２１８に対して、光軸Ｘの回りを回転した場合、カムフォロア２３８は、光軸Ｘと平行な方向の駆動力を受けて、直進溝２１２に沿って駆動される。
【００４２】
図４は、案内機構４０１を含むレンズユニット２００の部分的斜視図である。図４は、図３に示した状態のレンズユニット２００から、更に中間筒２１８を取り外した状態を示す図でもある。
【００４３】
また、図４は、光軸Ｘ方向について後フランジ２１６側からレンズユニット２００を見た様子を示す。これにより、前フランジ２１４と同様に、後フランジ２１６が丸棒部材２７２を保持している様子が判る。
【００４４】
レンズユニット２００から中間筒２１８を取り外すと、一対の前フランジ２１４および後フランジ２１６の間で、互いに平行に、且つ、光軸Ｘに対して平行に配された二対の丸棒部材２７２が現れる。対になった丸棒部材２７２の各々は、それぞれ案内軸２７０を形成する。案内軸２７０としての丸棒部材２７２の対は、前フランジ２１４および後フランジ２１６の周方向について等間隔に配される。
【００４５】
前フランジ２１４および後フランジ２１６の間であって、一対の案内軸２７０の間には、レンズ２３０を保持したレンズ保持枠２３２が配される。レンズ保持枠２３２は、鋼球保持部２３１、２３４とカムフォロア２３８とを有する。
【００４６】
図中上側に位置する鋼球保持部２３４は、２個の鋼球２８０を保持する。鋼球２８０の各々は、抜け止め部２３６により押さえられて、鋼球保持部２３４からの抜け落ちを防止される。
【００４７】
なお、鋼球２８０の各々は、鋼球保持部２３４から抜け止め部２３６を脱着することにより交換できる。よって、径の異なる複数の鋼球２８０を用意して交換することにより、案内軸２７０および鋼球２８０の隙間を調整できる。
【００４８】
鋼球保持部２３４において、２個の鋼球２８０は、案内軸２７０の延伸方向に沿って配され、それぞれ案内軸２７０に接して個別に案内機構４０１を形成する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の軸方向に離間した一対の接触点において、案内軸２７０から位置決めされる。
【００４９】
よって、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きが規定され、レンズ保持枠２３２に保持されたレンズ２３０の光軸Ｘが、案内軸２７０と平行になる。また、鋼球保持部２３４に保持された一対の鋼球２８０を異径のものと交換することにより、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きを調整できる。
【００５０】
また、レンズ保持枠２３２は、図中下側に、１個の鋼球２８０を保持した鋼球保持部２３１を有する。鋼球２８０は、抜け止め部２３３により鋼球保持部２３１から抜け落ちないように保持される。また、抜け止め部２３３を鋼球保持部２３１脱着することにより、鋼球２８０を交換できる。
【００５１】
鋼球保持部２３１に保持された鋼球２８０は、図中下側の案内軸２７０に接する。これにより、案内機構４０１が形成され、レンズ保持枠２３２は案内軸２７０からも位置決めされる。このように、レンズ２３０の周方向に複数の案内軸２７０を配してレンズ保持枠２３２を案内することにより、中間筒２１８を含む固定筒２１０に対してレンズ２３０が位置決めされる。
【００５２】
更に、鋼球２８０の各々は、案内軸２７０に沿って移動する。これにより、レンズ２３０は、光軸Ｘを案内軸２７０と平行に保ったまま、案内軸２７０に案内されて移動する。
【００５３】
カムフォロア２３８の下端は、レンズ保持枠２３２に対して結合される。既に説明したように、カム環２９０が前フランジ２１４および後フランジ２１６および中間筒２１８に対して回転した場合、カムフォロア２３８は光軸Ｘと平行な方向に駆動される。よって、カムフォロア２３８に結合されたレンズ保持枠２３２も、光軸Ｘと平行な方向に駆動される。
【００５４】
また、カムフォロア２３８は、レンズ２３０の周方向について鋼球保持部２３４の近傍に配される。これにより、駆動されたカムフォロア２３８は、レンズ保持枠２３２を効率よく移動させる。
【００５５】
図５は、案内機構４０１の模式的断面図である。図１から図４までと共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００５６】
レンズ保持枠２３２の外周側に形成された鋼球保持部２３１、２３４は、それぞれ鋼球２８０を収容する。鋼球保持部２３１、２３４は、鋼球２８０の外径よりも小さな内径の開口を有する抜け止め部２３３、２３６により封止される。これにより、鋼球２８０が鋼球保持部２３１、２３４から脱落することが防止される。
【００５７】
また、鋼球保持部２３１の内部は、鋼球２８０に対する摩擦が小さい材料により覆われる。これにより、鋼球保持部２３１に保持された鋼球２８０は円滑に回転する。
【００５８】
案内軸２７０は、一対の丸棒部材２７２により形成される。一対の丸棒部材２７２は互いに外接して、一対の円弧を含む断面形状を有する溝状の規制部を形成する。鋼球２８０は、一対の丸棒部材２７２が形成する規制部の内側において、一対の円弧のそれぞれに当接する。これにより、規制部を形成する案内軸２７０と、規制部に当接する鋼球２８０との位置関係が決定される。
【００５９】
なお、丸棒部材２７２および鋼球２８０は、寸法精度の高い材料が廉価に供給されている。特に鋼球２８０は、軸受けの部品として、種々の寸法を有するものが供給されている。よって、丸棒部材２７２および鋼球２８０により案内機構４０１を形成することにより、レンズ保持枠２３２を精度よく位置決めできる。
【００６０】
また、鋼球２８０は、鋼球保持部２３４の内部で円滑に回転する。よって、案内機構４０１において高い位置決め精度を維持しつつ、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に沿って円滑に移動させることができる。
【００６１】
図６は、図４および図５に示した案内機構４０１と共に、他の案内機構４０２を含むレンズユニット２００の部分的斜視図である。図６において、図４および図５と共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００６２】
図６は、図４と同様に、カム環２９０および中間筒２１８を取り外して、案内軸２７０とレンズ２３０およびレンズ保持枠２３２とが露出した状態を示す。図６において、図中上側の案内機構４０１は、図４に示したレンズユニット２００と共通の構造を有する。これに対して、図６において、図中下側の案内機構４０２は、案内機構４０１と異なる構造を有する。
【００６３】
即ち、案内機構４０２において、案内軸２７０は、単一の丸棒部材２７２により形成される。案内機構４０２の丸棒部材２７２は、両端を前フランジ２１４および後フランジ２１６に支持され、光軸Ｘと平行に配される。単一の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０は、一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０と、前フランジ２１４および後フランジ２１６の周方向について等間隔に配される。
【００６４】
また、案内機構４０２において、一対の鋼球２８０は、レンズ保持枠２３２に周面に設けられた鋼球保持部２３５に保持される。また、鋼球２８０の各々は、抜け止め部２３７により押さえられて、鋼球保持部２３５からの抜け落ちを防止される。
【００６５】
鋼球２８０は、鋼球保持部２３５から抜け止め部２３７を脱着することにより交換できる。よって、径の異なる複数の鋼球２８０を用意して交換することにより、案内軸２７０および鋼球２８０の隙間を調整できる。
【００６６】
鋼球保持部２３５において、２個の鋼球２８０は、案内軸２７０の延伸方向に対して直交する方向に隣接して配される。単一の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０は、一対の鋼球２８０の双方に当接する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の軸方向に交差する方向について位置決めされる。
【００６７】
図中上側の案内軸２７０に対しては、鋼球保持部２３４を含む案内機構４０１が、レンズ保持枠２３２を位置決めしている。よって、案内機構４０１、４０２が協働することにより、レンズ保持枠２３２は、光軸Ｘを案内軸２７０と平行に保ったまま案内軸２７０に案内されて移動できる。
【００６８】
既に説明した通り、カムフォロア２３８の下端は、レンズ保持枠２３２に対して結合される。よって、カムフォロア２３８が駆動された場合、レンズ保持枠２３２は光軸Ｘと平行な方向に駆動される。
【００６９】
図７は、案内機構４０２の模式的断面図である。レンズ保持枠２３２の図中下側において外周側に形成された鋼球保持部２３５は一対の鋼球２８０を収容する。鋼球保持部２３４は、鋼球２８０の外径よりも小さな内径の一対の開口を有する抜け止め部２３７により封止される。これにより、鋼球２８０が鋼球保持部２３５から脱落することが防止される。換言すれば、抜け止め部２３７を脱着することにより、鋼球２８０を交換することもできる。
【００７０】
また、鋼球保持部２３５の内部は、鋼球２８０に対する摩擦が小さい材料により覆われる。これにより、鋼球保持部２３５に保持された鋼球２８０は円滑に回転する。
【００７１】
鋼球保持部２３５に保持された鋼球２８０は、円形の断面の一点において相互に外接する。案内軸２７０を形成する単一の丸棒部材２７２の周面は、一対の鋼球２８０の双方に当接する。
【００７２】
即ち、案内機構４０２においては、一対の鋼球２８０が互いに外接する一対の円形断面により規制部を形成する。また、規制部を形成する一対の円形断面の双方に当接する断面を有して当接部材を形成する丸棒部材２７２は、規制部に対して２点で接することにより、光軸Ｘと直交する方向の変位を規制される。
【００７３】
既に説明した通り、丸棒部材２７２および鋼球２８０は、寸法精度が高いものが廉価に供給されている。よって、丸棒部材２７２および鋼球２８０により、レンズ保持枠２３２を精度よく位置決めできる案内機構４０２を廉価に製造できる。
【００７４】
また、鋼球２８０は、鋼球保持部２３４の内部で円滑に回転する。よって、案内機構４０２は、高い位置決め精度を維持しつつ、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に沿って円滑に移動させることができる。
【００７５】
なお、案内機構４０２は、単一の丸棒部材２７２により案内軸２７０を形成するので、部品点数を削減してレンズユニット２００を軽量化できる。また、一対の鋼球２８０と単一の丸棒部材２７２を組み合わせた案内機構４０２を、案内軸２７０の軸方向に一対設けることにより、レンズ保持枠２３２の案内軸２７０に対する傾きを規定する案内機構４０２を形成することもできる。
【００７６】
図８は、他のレンズユニット２０１の部分的斜視図である。レンズユニット２０１は、下記に説明する部分を除くと、レンズユニット２００と同じ構造を有する。よって、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００７７】
レンズユニット２０１は、それぞれが一対の丸棒部材２７２を含む３組の案内軸２７０を備える。個々の案内軸２７０は、レンズユニット２００における案内軸２７０と変わらない。また、３組の案内軸２７０は、前フランジ２１４および後フランジ２１６に周方向に等間隔に配される。
【００７８】
上記のような３本の案内軸２７０に対して、レンズ保持枠２３２は、単一の鋼球２８０を保持する一対の鋼球保持部２３１と、一対の鋼球２８０を保持する単一の鋼球保持部２３４とにより案内軸２７０に対して当接する。これにより、レンズ保持枠２３２は、案内軸２７０の内側において、より安定に位置決めされる。
【００７９】
なお、レンズユニット２０１に設けられた複数の案内機構４０１のうちの少なくともひとつが、他の構造を有するものであってもよい。即ち、例えば、案内機構４０１のひとつを、単一の丸棒部材２７２と一対の鋼球２８０とを含む案内機構４０２に変更してもよい。
【００８０】
図９は、また他の案内機構４０３の模式的断面図である。案内機構４０３は、下記に説明する部分を除くと、他の案内機構４０１、４０２と同じ構造を有する。よって、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【００８１】
一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０を有する案内機構４０１においては、光軸Ｘと直交する断面上で、一対の丸棒部材２７２がレンズ２３０の周方向に隣接して配置された。この点、案内機構４０３においては、一対の丸棒部材２７２が、光軸Ｘと直交する断面上で、レンズ２３０の径方向に隣接して配される。
【００８２】
隣接して配された案内軸２７０の図中側面には、一対の円弧により挟まれた規制部がそれぞれ形成させる。よって、これら規制部に鋼球２８０を当接させることにより、レンズ保持枠２３２を案内軸２７０に対して位置決めすることができる。ただし、案内機構４０３においてレンズ保持枠２３２が規制されるのは光軸Ｘと直交する方向への変位であり、案内軸２７０に沿って移動する変位は規制されない。
【００８３】
このように、一対の丸棒部材２７２と一対の鋼球２８０とにより案内機構４０３を形成できる。案内機構４０３は、他の案内機構４０１、４０２と組み合わせてもよいし、案内機構４０３を複数組み合わせてレンズ保持枠２３２を位置決めし且つ移動させることもできる。
【００８４】
なお、上記の例では、丸棒と球体とを組み合わせた案内機構４０１、４０２、４０３を示した。しかしながら、１本または一対の丸棒部材２７２により形成された案内軸２７０に対して、一対または１本の丸棒部材２７２により形成された当接部材を当接させて案内機構を形成することもできる。更に、ひとつのレンズユニット２００、２０１において、これらの複数種類の案内機構４０１、４０２、４０３を混在させてもよい。
【００８５】
また、上記の例では、直進溝２１２を有する中間筒２１８とカム溝２９２を有するカム環２９０との組み合わせにより形成された駆動機構を例示した。しかしながら、操作環の回転による駆動機構だけではなく、電動アクチュエータ、超音波アクチュエータ等を駆動力源とする駆動機構を組み合わせてもよい。
【００８６】
更に、上記の例では光学機器として一眼レフカメラ１００を例にあげた。しかしながら、ミラーレスカメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置の他、望遠鏡、顕微鏡、測量器等の他の光学機器においても、上記の案内機構４０１、４０２、４０３で光学部材を支持、案内することができる。
【００８７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８８】
１００ 一眼レフカメラ、２００、２０１ レンズユニット、２１０ 固定筒、２１１ 嵌めあい面、２１２ 直進溝、２１４ 前フランジ、２１６ 後フランジ、２１８ 中間筒、２２０、２３０、２４０ レンズ、２３１、２３４、２３５ 鋼球保持部、２３２ レンズ保持枠、２３３、２３６、２３７ 抜け止め部、２３８ カムフォロア、２５０ 鏡筒側制御部、２６０ 鏡筒側マウント部、２７０ 案内軸、２７２ 丸棒部材、２８０ 鋼球、２９０ カム環、２９２ カム溝、３００ カメラボディ、３１０ フォーカルプレンシャッタ、３２０ 基板、３２２ ボディ側制御部、３２４ 画像処理部、３３０ 表示部、３４０ ファインダ、３４２ ファインダ光学系、３４４ ペンタプリズム、３４６ フォーカシングスクリーン、３５０ 測光センサ、３６０ ボディ側マウント部、３７０ 撮像素子、３７２ 光学フィルタ、３８０ ミラーユニット、３８１ メインミラー保持枠、３８２ メインミラー、３８３ メインミラー回動軸、３８４ 位置決めピン、３８５ サブミラー保持枠、３８６ サブミラー、３８７ サブミラー回動軸、３８８ ストッパ、３９０ 合焦光学系、３９２ 合焦位置センサ、４０１、４０２、４０３ 案内機構
【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、
レンズの光軸方向と平行に延伸し、前記レンズ保持部を案内する案内軸と
を備え、
前記レンズ保持部および前記案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、前記レンズ保持部および前記案内軸の他方は、前記規制部の前記一対の円形状の両方に当接する当接部を有するレンズユニット。
【請求項２】
前記当接部の前記光軸方向に垂直な断面の形状が円形である請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記案内軸は一対の丸棒が並置されることにより形成され、前記規制部は前記一対の丸棒の外周面により形成される請求項１または２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記当接部は、回転可能な球体により形成される請求項３に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記当接部は、前記案内軸の延伸方向に沿って配された複数の前記球体を含む請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記レンズ保持部は、前記球体を回転可能かつ着脱可能に受け入れる受け入れ部を有する請求項４または５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記一対の丸棒の組がレンズの周方向に複数配され、前記組のそれぞれに対応して前記当接部が複数配される請求項３から６のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記一対の丸棒の組は、レンズの周方向に等間隔で複数配される請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記案内軸の両端をそれぞれ支持する、互いに別個に形成された一対の支持部材をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記レンズ保持部は光軸方向に直交して配された一対の球体を有し、前記規制部は前記一対の球体の外周面により形成される請求項１または２に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記案内軸は丸棒より形成される請求項１０に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレンズユニットと、
前記レンズ保持部を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部の駆動力により、前記案内軸に案内された前記レンズ保持部が移動する光学機器。
【請求項１】
レンズを保持するレンズ保持部と、
レンズの光軸方向と平行に延伸し、前記レンズ保持部を案内する案内軸と
を備え、
前記レンズ保持部および前記案内軸のいずれか一方は、光軸方向に垂直な断面が一対の円形状が外接した形状となる規制部を有し、前記レンズ保持部および前記案内軸の他方は、前記規制部の前記一対の円形状の両方に当接する当接部を有するレンズユニット。
【請求項２】
前記当接部の前記光軸方向に垂直な断面の形状が円形である請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記案内軸は一対の丸棒が並置されることにより形成され、前記規制部は前記一対の丸棒の外周面により形成される請求項１または２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記当接部は、回転可能な球体により形成される請求項３に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記当接部は、前記案内軸の延伸方向に沿って配された複数の前記球体を含む請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記レンズ保持部は、前記球体を回転可能かつ着脱可能に受け入れる受け入れ部を有する請求項４または５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記一対の丸棒の組がレンズの周方向に複数配され、前記組のそれぞれに対応して前記当接部が複数配される請求項３から６のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記一対の丸棒の組は、レンズの周方向に等間隔で複数配される請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記案内軸の両端をそれぞれ支持する、互いに別個に形成された一対の支持部材をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記レンズ保持部は光軸方向に直交して配された一対の球体を有し、前記規制部は前記一対の球体の外周面により形成される請求項１または２に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記案内軸は丸棒より形成される請求項１０に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のレンズユニットと、
前記レンズ保持部を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部の駆動力により、前記案内軸に案内された前記レンズ保持部が移動する光学機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５４１８９（Ｐ２０１３−５４１８９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９１８８２（Ｐ２０１１−１９１８８２）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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