(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023181368
(43)【公開日】2023-12-21
(54)【発明の名称】レンズ鏡筒及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 7/08 20210101AFI20231214BHJP
G02B 7/02 20210101ALI20231214BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20231214BHJP
【FI】
G02B7/08 B
G02B7/02 E
G02B7/04 E
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023185800
(22)【出願日】2023-10-30
(62)【分割の表示】P 2021515915の分割
【原出願日】2020-03-30
(31)【優先権主張番号】P 2019081111
(32)【優先日】2019-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(74)【代理人】
【識別番号】100142147
【弁理士】
【氏名又は名称】本木 久美子
(72)【発明者】
【氏名】朝山 正輝
(72)【発明者】
【氏名】入江 俊幸
(57)【要約】
【課題】さらなる小型化(薄型化)を可能にするレンズ鏡筒及び撮像装置を提供すること。
【解決手段】カメラボディと着脱可能なレンズ鏡筒1であって、光軸O1方向に移動可能なレンズ(L3)と、カメラボディと接触する面2aを有するマウント部2と、マウント部2の面2aより内径側に少なくとも一部が配され、レンズ(L3)を駆動する駆動部20と、を備える。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラボディに対して着脱可能なレンズ鏡筒であって、
光軸方向に移動可能なレンズと、
前記カメラボディと接触する接触面を有するマウント部と、
前記マウント部の前記接触面より内周側に配置され、前記レンズを駆動する駆動部と、を備える
レンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズ鏡筒及びこれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、デジタル一眼レフカメラなどのレンズ鏡筒は、複数のレンズユニットや、絞りユニット、モータ、センサ等の部品を備えている。(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
レンズ鏡筒において、小型化や、薄型化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【0005】
第1の態様のレンズ鏡筒は、カメラボディに対して着脱可能なレンズ鏡筒であって、光軸方向に移動可能なレンズと、前記カメラボディと接触する接触面を有するマウント部と、前記マウント部の前記接触面より内周側に配置され、前記レンズを駆動する駆動部と、を備える構成とした。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図1】一実施形態に係るレンズ鏡筒を示す斜視図である。
【
図2】一実施形態に係るレンズ鏡筒を示す断面図である。
【
図3】一実施形態に係るレンズ鏡筒を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、
図1から
図3を参照し、一実施形態に係るレンズ鏡筒及び撮像装置について説明する。
【0008】
なお、本実施形態では、レンズ鏡筒がデジタル一眼レフカメラなどの撮像装置のレンズ鏡筒であるものとして説明を行うが、レンズ鏡筒は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど、他の撮像装置のレンズ鏡筒に対しても適用可能である。
また、本実施形態では、被写体側を光軸O1方向の前方側、カメラボディ100側の撮像側/像面側を光軸O1方向の後方側として説明を行う。
【0009】
はじめに、本実施形態の撮像装置であるカメラAは、
図1及び
図2に示すように、カメラボディ100と、カメラボディ100に対して着脱可能なレンズ鏡筒1とを備えている。また、レンズ鏡筒1は、カメラボディ100にマウント部2を介して機械的に接続されるとともに、マウント部2に設けられた接点(端子、コネクタ)9を通じて電気的に接続され、カメラボディ100から電力が供給される。また、接点9には通信ユニットが接続され、接点9を介してレンズ鏡筒1とカメラボディの間で通信を行うように構成されている。
【0010】
なお、カメラボディ100は、例えば、レンズ鏡筒1を介して被写体像を撮像するCCDなどの撮像素子と、フォーカス動作を行うためのAF回路と、カメラAの動作を制御するカメラCPU及び各種のデータを保存するメモリを有するマイクロプロセッサとを備えている。
【0011】
本実施形態のレンズ鏡筒1は、例えば、
図1及び
図2に示すように、レンズ鏡筒1の軸線O1方向(光軸O1方向)の後方側に設けられ、カメラボディ100と接続するための略円環状のマウント部2と、マウント部2に後端部を接続(固定、保持)して設けられた固定筒3と、固定筒3の径方向外側(外周側)に配され、軸線O1周りに所定の角度(ズーム回転角)で回転可能に設けられたズーム環4と、固定筒3の径方向内側(内周側)に配され、軸線O1方向に進退移動可能に設けられた第1移動筒5と、第1移動筒5の径方向内側に配され、軸線O1方向に進退移動可能に設けられた第2移動筒6と、を備えている。
【0012】
ズーム環4は内周面にカム溝7を備えている。固定筒3は軸線O1方向に延びる直進ガイド溝を備えている。第1移動筒5と第2移動筒6はそれぞれ、外周面に径方向に突出するカムフォロア8を備えている。
【0013】
そして、直進ガイド溝を通じてカム溝7にカムフォロア8を係合させて第1移動筒5と第2移動筒6が設けられていることにより、第1移動筒5と第2移動筒6がそれぞれ、ズーム環4の軸線O1周りの正逆回転に従動し軸線O1方向に進退移動するように構成されている。
【0014】
一方、本実施形態のレンズ鏡筒1は、軸線O1方向前方側の被写体側から順に、第1レンズユニットL1、第2レンズユニットL2、第3レンズユニットL3、第4レンズユニットL4の4つのレンズユニットと、絞りユニット10とを備えている。
なお、
図1において、符号15はレンズフードなどである。
【0015】
第1レンズユニットL1は、レンズが第1レンズ保持枠14に保持されている。第1レンズ保持枠14は第1移動筒5の先端側に接続固定されている。これにより、第1レンズユニットL1及び第1レンズ保持枠14はレンズ鏡筒1の軸線O1方向前方側に配設され、第1移動筒5とともに軸線O1方向に進退移動する。
【0016】
第2レンズユニットL2はレンズが第2レンズ保持枠16に、第3レンズユニットL3はレンズが第3レンズ保持枠17に、第4レンズユニットL4はレンズが第4レンズ保持枠18にそれぞれ保持されている。第2レンズ保持枠16は第2移動筒6に直接的に接続固定され、第3レンズ保持枠17は第2移動筒6に駆動部20を介して間接的に接続さている。第4レンズ保持枠18は第2レンズ保持枠16に接続されている。そして、第2、第3、第4レンズユニットL2~L4は、レンズユニットの軸線O1方向後方側(像側)に向けて順に配設されている。なお、
図2では、第2レンズ保持枠16を第2移動筒6に一体化して図示し、省略している。
【0017】
ここで、第3レンズユニットL3は、駆動部20によって、第1レンズユニットL1、第2レンズユニットL2、第4レンズユニットL3に対して相対的に軸線O1方向に進退可能に設けられている。
【0018】
駆動部20は、動力部のステッピングモータ21と、ステッピングモータ21のロータに接続され、レンズ鏡筒1の軸線O1と軸線O2方向が沿うように設けられた送りねじ部のリードスクリュー22とを備え、第3レンズ保持枠17に取り付けられたラック23にリードスクリュー22を噛合させて設けられている。リードスクリュー22は、軸線O2に沿うように設けられた送りねじ部であり、軸線O2の方向と軸線O1の方向とは略同一である。これにより、ステッピングモータ21の駆動によってリードスクリュー22が軸線O2周りに正逆回転することにより、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3を軸線O1方向に相対的に進退移動させることができる。
【0019】
また、第3レンズ保持枠17は、軸線O1方向前方側の一端を第2移動筒6に接続し、軸線O1方向に沿って後方側に延設されたメインガイドバーとサブガイドバーの一対の案内軸24、25によって軸線O1方向に進退移動可能に支持、案内される。
【0020】
なお、ステッピングモータ21は、モータ駆動回路(不図示)に接続されている。モータ駆動回路は、マイクロプロセッサのレンズCPUにより制御され、レンズCPUからの制御信号に基づいてステッピングモータ21を駆動させる。また、ステッピングモータ21に印加すべき駆動パルス数が予めメモリに記憶され、所定の駆動パルス数が印加されてステッピングモータ21の駆動制御を行うように構成されている。
【0021】
ステッピングモータ21は、その駆動がオープンループ制御方式で制御されている。すなわち、レンズCPUは、カメラボディ100の電源投入時等に、モータ駆動回路を通じてステッピングモータ21を駆動制御し、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3を所定の基準位置(初期位置/初期姿勢:
図2の状態)に移動させる。いわゆる初期動作(フォーカスリセット動作)を行う。
【0022】
また、レンズ鏡筒1には、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3が所定の基準位置に移動したことを検知する基準位置検出センサ(不図示:検出部)が設けられている。基準位置検出センサは、例えば、フォトインタラプタであり、遮光部がフォトインタラプタの発光部と受光部との間に入り込み、受光状態から遮光状態に切り替わることによって、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3が所定の基準位置に移動したことを検出する。
【0023】
なお、レンズCPUは、ユーザによるフォーカス駆動指示(マニュアルフォーカス)又はAF(オートフォーカス)動作の際に、ステッピングモータ21に印加する駆動パルス信号のパルス数を算出し、モータ駆動回路を通じてステッピングモータ21に駆動パルス信号を印加する。これにより、オープンループ制御方式で駆動が制御され、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3が光軸方向に移動する。
また、レンズCPUは、ユーザによってズーム環4が操作された場合にも、ステッピングモータ21を制御し、第3レンズ保持枠17及び第3レンズユニットL3を移動させてもよい。これにより、ズームトラッキングの制御ができる。
【0024】
絞りユニット10は、円環状のプレス板(不図示)と、ステッピングモータ(不図示)の駆動によって軸線O1周りに正逆回転する円環状の回転部材(不図示)と、回転部材の回転に従動して開口部の大きさ、すなわち絞りを調整する例えば9枚の複数の絞り羽根10aと、円環状のカム部材(不図示)とを備え、ステッピングモータの駆動に絞り羽根10aを連動させて開口部の大きさを調整するように構成されている。
【0025】
さらに、本実施形態のレンズ鏡筒1においては、
図3に示すように、ジャイロセンサなどのセンサ(検出部)26を有し、センサ26の検出結果に基づいてぶれを打ち消す方向に補正レンズを動かす手ぶれ補正機構を備えている。なお、手ぶれ補正機構は、レンズユニットを動かしてぶれを打ち消すように構成されていてもよい。なお、手ぶれ補正用のセンサ26は、ジャイロセンサに限定せず、加速度センサなどであってもよい。
【0026】
一方、本実施形態のレンズ鏡筒1は、
図2及び
図3に示すように、カメラボディ100と接触するマウント部2の面(マウント基準面)2aよりも光軸/軸線O1を中心とした径方向内側(内径側、内周側)に、駆動部20の少なくとも一部が配設されている。なお、
図2及び
図3では、駆動部20のステッピングモータ21がマウント部2の面2aよりも光軸/軸線O1中心の径方向内側に配されている。言い換えると、駆動部20は、光軸/軸線O1を中心とする径方向においてマウント部2と少なくとも一部が重なるように設けられていてもよい。なお、面2aは円環状の面であり、レンズ鏡筒1とカメラボディ100とが装着されている場合に、互いに接触する基準面である。また、固定筒3とマウント部2とは、面2aを介して接続される。例えば、固定筒3とマウント部2とがネジで接続される場合は、マウント部2aにネジが貫通する穴が設けられる。
【0027】
さらに、本実施形態のレンズ鏡筒1では、カメラボディ100に取り付けた状態で、動力部のステッピングモータ21がリードスクリュー22より像面側に配されている。このとき、ステッピングモータ21の光軸/軸線O1方向における像面側の一端21a、すなわち、ステッピングモータ21の軸線O1方向後方側の一端21aが、マウント部2の光軸/軸線O1方向における被写体側の一端2b、すなわち、マウント部2の軸線O1方向前方側の一端2bよりも像面側に配されている。
【0028】
言い換えれば、本実施形態では、フォーカス用のステッピングモータ21が、マウント部2の面2aよりも内周側且つ像面側を含む空間Hに収容され、第4レンズユニットL4とマウント部2(マウント面2a)との径方向の間に配設されている。
【0029】
なお、フォーカス用のステッピングモータ21ではなく、ズーム用、絞り用の各種モータ、各種センサ(26)、基準位置検出センサ、内蔵部品が、マウント部2のマウント面2aよりも光軸/軸線O1中心の径方向内側や、マウント部2の光軸/軸線O1方向における被写体側の一端2bよりも像面側に設けられていてもよい。
【0030】
これにより、本実施形態のレンズ鏡筒1によれば、従来と比較し、レンズ鏡筒1の光軸/軸線O1方向の長さを短く(小型化)したり、光軸/軸線O1中心の径寸法を小さく(小型化、薄型化)するなど、小型化、薄型化を図ることが可能になる。
【0031】
また、駆動部20のステッピングモータ21がリードスクリュー22より像面側に配されていることにより、第3レンズユニットL3の移動範囲を大きく確保することができる。
これにより、レンズ鏡筒1の性能の向上を図ることもできる。
【0032】
本実施形態のレンズ鏡筒1においては、上記のように構成することによって、ラック23の位置を撮像装置Aの重心位置に近づけることができ、安定性の高いレンズ鏡筒1及び撮像装置Aを実現できる。さらに、各種センサ(26)等を、空間Hに収容するなど、マウント部2のマウント面2aよりも光軸/軸線O1中心の径方向内側やマウント部2の光軸/軸線O1方向における被写体側の一端2bよりも像面側に設けることで、レンズ群を像面側に配置できる。これにより、空間Hを利用して、センサ26やモータ21を配置することができ、従来よりも、レンズ群を像面側に配置できるため、重心位置をより後方に偏心することができ、さらに安定性の高いレンズ鏡筒1及び撮像装置Aを実現できる。
【0033】
このとき、手ぶれ補正用のセンサ26をマウント部2のマウント面2aよりも径方向内側やマウント部2の被写体側の一端2bよりも像面側に設けることで、より高精度で信頼性の高い検知性能、手ぶれ補正性能を実現することができる。
【0034】
さらに、ラック23の位置等を重心位置に近づけることができることで、音対策、衝撃対策、ノイズ対策を図ることもできる。
【0035】
マウント部2の径を大きくする場合でも、フォーカス用のステッピングモータ21をマウント部2の面2aよりも後方側に突出する空間Hに収容し、第4レンズユニットL4のレンズとマウント部2の径方向の間に配設することで、小型化、薄型化を図ることができる。
【0036】
例えば、
図3に示す撮影画角Gが小さくなるレンズ鏡筒1や、マウント部2の径方向外側部分にユーザが操作する操作環(例えば、ズームリング、フォーカスリング、絞りリング、コントロールリング、等)があるレンズ鏡筒1などにおいても、ステッピングモータ21などをマウント部2の面2aよりも後方側/内周側を含む空間Hに収容し、第4レンズユニットL4のレンズとマウント部2のマウント面2aの径方向の間に配設することで、効果的に小型化、薄型化を図ることができる。
【0037】
本実施形態のレンズ鏡筒1では、マウント部2から外径方向に突出するバヨネット爪などの突出部27を備え、光軸/軸線O1を中心とする周方向において、駆動部20のステッピングモータ21と突出部27とが異なる位置に配されている。
【0038】
これにより、カメラAを落下させるなどしてレンズ鏡筒1に衝撃が作用した際に、バヨネット爪などの突出部27(カメラボディ100との接続部分)から離れていることによって、ステッピングモータ21に大きな衝撃力が作用することを抑えることができる。言い換えれば、本実施形態のようにマウント面2aよりも後方又は内周側に突出するように空間Hを形成した場合であっても、この空間Hに収容したステッピングモータ21に大きな衝撃力が作用することを効果的に抑止することが可能になる。
【0039】
本実施形態のレンズ鏡筒1では、駆動部20が光軸/軸線O1を中心とする周方向において、カメラボディ100が有する撮像素子の長辺に対応する位置に配されている。本実施形態では、撮影画角(光路)Gの長辺側の外側に駆動部20が配されている。
これにより、画像面に干渉することなく、レンズ鏡筒1の小型化、薄型化を図ることが可能になる。
【0040】
さらに、駆動部20は、光軸/軸線O1を中心とする周方向において、接点9と異なる位置に配されている。
これにより、ステッピングモータ21のノイズが接点9に影響することを抑止できる。よって、電力供給、通信、特に通信に影響することなく、レンズ鏡筒1の小型化、薄型化を図ることが可能になる。
【0041】
また、
図2に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒1では、初期姿勢において、案内軸24、25の光軸/軸線O1方向における像面側の一端28がマウント部2の光軸/軸線O1方向における被写体側の一端2bよりも像面側に配されている。
【0042】
これにより、第2移動筒6や第3レンズユニットL3を、従来よりも像面側の後方に大きく移動(後退)させることができる。よって、より効果的に小型化することが可能になるとともに、レンズ鏡筒1の性能を向上させることも可能になる。
【0043】
以上、レンズ鏡筒及び撮像装置の一実施形態について説明したが、上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、任意の組み合わせでもよい。
【符号の説明】
【0044】
1 レンズ鏡筒
2 マウント部
2a 面(マウント面)
2b 一端
3 固定筒
4 ズーム環
5 第1移動筒
6 第2移動筒
7 カム溝
8 カムフォロア
9 接点
10 絞りユニット
10a 絞り羽根
14 第1レンズ保持枠
15 レンズフード
16 第2レンズ保持枠
17 第3レンズ保持枠
18 第4レンズ保持枠
20 駆動部
21 ステッピングモータ(動力部)
22 リードスクリュー(送りねじ部)
23 ラック
24 案内軸(メインガイドバー)
25 案内軸(サブガイドバー)
26 センサ(検出部)
27 突出部(バヨネット爪)
28 案内軸の一端
100 カメラボディ
A カメラ(撮像装置)
G 撮影画角、光路
H 空間
L1 第1レンズユニット
L2 第2レンズユニット
L3 第3レンズユニット
L4 第4レンズユニット
O1 光軸、レンズ鏡筒の軸線
O2 リードスクリューの軸線
【手続補正書】
【提出日】2023-11-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラボディに対して着脱可能なレンズ鏡筒であって、
光軸方向に移動可能なレンズと、
前記カメラボディと接触する接触面を有するマウント部と、
前記マウント部から外側に突出し、光軸を中心とした円周方向に延在する複数の突出部と、
前記マウント部の径方向において前記接触面より内側に配置され、且つ、光軸を中心とする周方向において前記突出部とは異なる位置に配置され、前記レンズを駆動する駆動部と、
前記レンズを光軸方向に案内する案内部材を備え、
前記接触面は、前記レンズ鏡筒と前記カメラボディとが装着されている場合に、互いに接触する基準面であり、かつ、前記光軸方向と直交する面であり、
前記案内部材の少なくとも一部及び前記駆動部の少なくとも一部は、前記接触面と交差する
レンズ鏡筒。
【請求項2】
光軸を中心とする径方向において、前記マウント部と前記駆動部とは少なくとも一部が重なる
請求項1に記載のレンズ鏡筒。
【請求項3】
前記駆動部の光軸方向における像面側の一端は、前記接触面よりも像面側に配置される
請求項1又は請求項2に記載のレンズ鏡筒。
【請求項4】
前記駆動部は、動力部と、前記動力部によって回転するねじ部とを含み、
前記動力部は、前記ねじ部より像面側に配置される
請求項1から請求項3の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項5】
前記レンズを保持するレンズ保持枠を備え、
前記ねじ部と前記レンズ保持枠は係合し、前記ねじ部の回転によって前記レンズ保持枠が光軸方向に移動する
請求項4に記載のレンズ鏡筒。
【請求項6】
前記ねじ部と前記レンズ保持枠を係合させる係合部は、櫛歯部を有さない
請求項5に記載のレンズ鏡筒。
【請求項7】
前記マウント部から外径方向に突出する突出部を備え、
光軸を中心とする周方向において、前記駆動部と前記突出部とは異なる位置に配置される
請求項1から請求項6の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項8】
前記駆動部は、光軸を中心とする周方向において、前記カメラボディが有する撮像素子の長辺に対応する位置に配置される
請求項1から請求項7の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項9】
前記カメラボディと通信可能な接点を複数備え、
前記駆動部は、光軸を中心とする周方向において、前記接点とは異なる位置に配置される
請求項1から請求項8の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項10】
前記接触面において、前記接点と前記駆動部は、前記光軸を挟んで対向する位置に配置されている
請求項9に記載のレンズ鏡筒。
【請求項11】
前記案内部材の光軸方向における像面側の一端は、前記マウント部の光軸方向における被写体側の一端よりも像面側に配置される
請求項1から請求項10の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項12】
前記レンズの位置を検出する検出部を備え、
前記検出部の少なくとも一部は、前記マウント部の前記接触面より内径側に配置される
請求項1から請求項11の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項13】
前記レンズが最も像面側に移動した場合の像面は、前記接触面よりも物体側に配置される請求項1から12に記載のレンズ鏡筒。
【請求項14】
前記レンズを含む複数のレンズを備え、
前記駆動部は、光軸を中心とする径方向において、前記複数のレンズのうち少なくとも1つと前記接触面との間に配置される
請求項1から請求項13の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項15】
前記接触面は円環状である
請求項1から請求項13の何れか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項16】
前記マウント部の外周側の端部に接触して配置される外側筒部材を備える、請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項17】
前記マウント部は、前記接触面の内周側の端部に接触して配置され、前記接触面から前記カメラボディ側に伸びる内側筒部材を備え、
前記駆動部の少なくとも一部は、前記内側筒部材より内周側に配置される、請求項1から請求項16のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項18】
前記内側筒部材より内周側に配置される像側レンズを備える、請求項17に記載のレンズ鏡筒。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
第1の態様のレンズ鏡筒は、カメラボディに対して着脱可能なレンズ鏡筒であって、光軸方向に移動可能なレンズと、前記カメラボディと接触する接触面を有するマウント部と、前記マウント部から外側に突出し、光軸を中心とした円周方向に延在する複数の突出部と、前記マウント部の径方向において前記接触面より内側に配置され、且つ、光軸を中心とする周方向において前記突出部とは異なる位置に配置され、前記レンズを駆動する駆動部と、前記レンズを光軸方向に案内する案内部材を備え、前記接触面は、前記レンズ鏡筒と前記カメラボディとが装着されている場合に、互いに接触する基準面であり、かつ、前記光軸方向と直交する面であり、前記案内部材の少なくとも一部及び前記駆動部の少なくとも一部は、前記接触面と交差する構成とした。