特開 2024-39843 レンズ鏡筒及びそれを備える撮像装置

(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】P2024039843

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】レンズ鏡筒及びそれを備える撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20240315BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20240315BHJP

【ＦＩ】

G02B7/04 E

G02B7/02 E

G02B7/04 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144511

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】000131326

【氏名又は名称】株式会社シグマ

(72)【発明者】

【氏名】並木 晴史

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044AE01

2H044BD16

2H044BE01

2H044BE10

2H044BE18

(57)【要約】

【課題】レンズ鏡筒の全長を長くすることなく、リニアモーターによって駆動されるレンズ枠が急に非通電状態になった場合においても動きを規制することが可能で、さらにはレンズ枠が移動する際のガタ付きを低減可能なレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】本発明に係るレンズ鏡筒は、リニアモーターが非通電状態のとき、レンズ枠は、突出部をレンズ枠の自重によって退避位置に移動させることでレンズ枠が移動可能な範囲の端部へ移動し、規制手段によって移動が規制され、リニアモーターが通電状態のとき、駆動装置によって突出部を規制位置から退避位置に移動させることでレンズ枠の移動の規制を解除することを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠を前記レンズの光軸に沿って移動させるリニアモーターと、
前記レンズ枠が移動可能な範囲の端部から移動することを規制する規制手段とを備え、
前記規制手段は、
前記レンズの光軸に直交する方向に移動可能な突出部と、
前記突出部を規制位置に向かって付勢する付勢バネと、
前記突出部を退避位置に移動させる駆動装置とを備え、
前記リニアモーターが非通電状態のとき、前記レンズ枠は、前記突出部を前記レンズ枠の自重によって前記退避位置に移動させることで前記レンズ枠が移動可能な範囲の端部へ移動し、前記規制手段によって移動が規制され、
前記リニアモーターが通電状態のとき、前記駆動装置によって前記突出部を前記規制位置から前記退避位置に移動させることで前記レンズ枠の移動の規制を解除することを特徴とするレンズ鏡筒。

【請求項2】

位置検出部を備え、
前記位置検出部は、前記レンズ枠と前記レンズ枠が移動可能な範囲の端部との相対位置を検出し、
前記位置検出部が検出した相対位置を参照し、前記突出部を規制位置または退避位置に移動させることを特徴とする１に記載のレンズ鏡筒。

【請求項3】

前記レンズ枠は、前記レンズの光軸に沿って移動する際にガイド軸上を移動し、
前記突出部は、前記レンズ枠を付勢することで前記レンズ枠と前記ガイド軸とのガタつきを低減する部材を兼ねていることを特徴とする１に記載のレンズ鏡筒。

【請求項4】

請求項１から請求項３に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ鏡筒に関する。特に、非通電時にレンズ鏡筒内のレンズ枠が光軸方向に対して自由に移動可能となった場合にレンズ枠を固定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおいては、ズーミングやフォーカシングのためにレンズ枠を光軸方向に移動させる駆動装置として、リニアモーターが用いられている。

【0003】

この種の駆動装置は、非通電時において安定的に停止する位置を持たないので、通電を遮断した状態においてリニアモーターによって駆動されるレンズ枠が可動範囲内で保持されず移動してしまう。

【0004】

そうすると、レンズ鏡筒内部でレンズ枠と可動端との衝突による異音が発生してしまう。また、衝突を繰り返すとレンズ鏡筒の製品寿命が短くなってしまうおそれがある。

【0005】

特許文献１では、非通電によりレンズ鏡筒内で光軸方向の移動がフリーになる光学部材をロックすることができ、特に電力を使用せずに光学部材のロック状態を保持することができるレンズ鏡筒及び撮像装置が開示されている。

【0006】

特許文献２では、レンズホルダをロック位置から離れる方向に移動させるときに、駆動用コイルが発生する磁界を受けて、ロック用磁性体の磁気特性が変化し、ロック用磁性体とロック用磁石との吸着力を弱めるように、駆動用コイルとロック用磁性体とロック用磁石とが配置することで、移動部材を好適に固定保持することができるレンズ鏡筒および撮影装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】国際公開２０１９／１２３９６３号公報

【特許文献2】特開２０１３－０４５０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に開示されたレンズ鏡筒においては、撮像装置を構成するカメラ側で電源を切らずにレンズ交換を行う場合には急に非通電状態となり、その場合光学部材を固定することができない。

【0009】

また、特許文献２に開示されたレンズ鏡筒においては、ロック用磁石の磁気がフォーカス駆動に影響しないように構成するために、フォーカスユニット前後のレンズ間隔を不必要に広げなければならない。そのため、レンズ鏡筒の全長を短くすることを阻害するおそれがある。

【0010】

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、レンズ鏡筒の全長を長くすることなく、リニアモーターによって駆動されるレンズ枠が急に非通電状態になった場合においても動きを規制することが可能で、さらにはレンズ枠が移動する際のガタ付きを低減可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のレンズ鏡筒は、
レンズを保持するレンズ枠と、
前記レンズ枠を前記レンズの光軸に沿って移動させるリニアモーターと、
前記レンズ枠が移動可能な範囲の端部から移動することを規制する規制手段とを備え、
前記規制手段は、
前記レンズの光軸に直交する方向に移動可能な突出部と、
前記突出部を規制位置に向かって付勢する付勢バネと、
前記突出部を退避位置に移動させる駆動装置とを備え、
前記リニアモーターが非通電状態のとき、前記レンズ枠は、前記突出部を前記レンズ枠の自重によって前記退避位置に移動させることで前記レンズ枠が移動可能な範囲の端部へ移動し、前記規制手段によって移動が規制され、
前記リニアモーターが通電状態のとき、前記駆動装置によって前記突出部を前記規制位置から前記退避位置に移動させることで前記レンズ枠の移動の規制を解除することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、レンズ鏡筒の全長を長くすることなく、リニアモーターによって駆動されるレンズ枠が急に非通電状態になった場合においても動きを規制することが可能で、なおかつレンズ枠が移動する際のガタつきを低減可能なレンズ鏡筒及びそれを備える撮像装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係るレンズ鏡筒２００を示す斜視図

【図2】図１に示すレンズ鏡筒２００が備える固定筒３００を示す斜視図

【図3】図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるレンズ枠４００及びその周囲の構成を示す斜視図

【図4】図３を正面から見た図

【図5】図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるレンズ枠４００の被規制部４１０を拡大した図

【図6】図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるロックレバー７００の斜視図

【図7】図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるロックレバー７００の側面図

【図8】図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるロックレバー７００の分解図

【図9】図１に示すレンズ鏡筒２００をカメラ本体１００に装着した状態の制御的な構成を示す概略図

【図10】レンズ枠４００とロックレバー７００との位置関係を示す図

【図11】レンズ鏡筒２００が非通電状態のときにレンズ枠４００の移動が規制された状態へ変遷する動作を説明する概略断面図

【図12】レンズ鏡筒２００が通電状態のときにロックレバー７００が退避状態であることを示す概略断面図

【図13】レンズ鏡筒２００が通電状態のときにロックレバー７００によってレンズ枠４００を付勢している状態を示す概略断面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

【0015】

図１は本発明に係るレンズ鏡筒２００を示す斜視図であり、図２は図１に示すレンズ鏡筒２００が備える固定筒３００を示す斜視図であり、図３は図１に示すレンズ鏡筒２００が備えるレンズ枠４００及びその周囲の構成を示す斜視図であり、図４は図３を正面から見た図である。以下、図１、図２、図３、図４を用いてレンズ鏡筒２００の各構成について説明する。

【0016】

レンズ鏡筒２００は、レンズ４２０を保持するレンズ枠４００と、固定筒３００と、リニアモーターであるところのボイスコイルモーター５００と、規制手段であるところのロックレバー７００と、位置検出部であるところの磁気センサ６００と、ガイド軸であるところの主軸３０１及び副軸３０２を備えている。

【0017】

固定筒３００は、レンズ枠４００を固定状態または移動状態で支持する部材である。固定筒３００には、主軸３０１及び副軸３０２が固定されており、主軸３０１及び副軸３０２にガイドされてレンズ枠４００が光軸方向に移動可能に構成されている。

【0018】

レンズ４２０を保持するレンズ枠４００は、レンズ鏡筒２００におけるフォーカスレンズ群保持筒である。本実施例のレンズ４２０は、複数のレンズを含むレンズ群であるが、これに限らない。例えば、単レンズ、複数のレンズが接合された接合レンズ、複数のレンズ群を含むレンズ群であってもよい。その他、絞りやフィルタなどの他の光学素子を含んでもよい。

【0019】

また、レンズ枠４００の外周部には、被規制部４１０が設けられている。図５はレンズ枠４００の被規制部４１０を拡大した図である。被規制部４１０はレンズ枠側勾配面４１１と被規制面４１２を備えており、後述するロックレバー７００と当接可能に構成されている。

【0020】

ボイスコイルモーター５００は、レンズ枠４００をレンズ４２０の光軸方向に沿って移動させるムービングコイル方式のリニアモーターである。ボイスコイルモーター５００は、マグネット５１１とレンズ側ヨーク５１２とサイドヨーク５１３と外側ヨーク５１４とを含む固定子部５１０と、コイル５２０を含む構成となっている。コイル５２０は、レンズ枠４００に固定されており、固定子部５１０は固定筒３００に固定されている。また、コイル５２０は中空部を備えており、レンズ側ヨーク５１２が中空部に挿通されている。コイル５２０に電流を流すことでレンズ枠４００を光軸方向に沿って移動させる推力を発生させる。

【0021】

磁気センサ６００は、レンズ枠４００が移動可能な範囲においてレンズ枠４００の位置を検出するセンサである。磁気センサ６００は固定筒３００の内周部に配置されており、レンズ枠４００には磁気センサ６００に対向する位置に位置検出用マグネット４３０が取り付けられている。レンズ枠４００の移動に伴って磁気センサ６００が検出する磁力の変化により、レンズ枠４００が移動可能な範囲におけるレンズ枠４００の位置を検出する。本実施例では、磁気センサを用いた位置検出を行っているが、レンズ枠４００の位置を検出可能なセンサであればこれに限らない。

【0022】

ロックレバー７００は、レンズ枠４００がボイスコイルモーター５００によって移動可能な範囲の端部から移動することを規制する部材であり、固定筒３００に固定されている。図６はロックレバー７００の斜視図であり、図７はロックレバー７００の側面図であり、図８はロックレバー７００の分解図である。

【0023】

ロックレバー７００は、突出部７１０と、付勢バネ７２０と、カバー７３０と、駆動装置であるところのロックレバー駆動装置７４０とを備えている。

【0024】

突出部７１０は、固定筒３００側からレンズ枠４００側に突出した部材であり、ロックレバー側勾配面７１１と規制面７１２とコイルホルダ部７１３を備えている。また、突出部７１０の固定筒３００側にはカバー７３０が備えられている。突出部７１０のカバー７３０側の面には円筒状の穴を設けており、円筒状の付勢バネ７２０を挿通している。付勢バネ７２０は、突出部７１０とカバー７３０との間で突出部７１０をレンズ枠４００に向けて付勢している。ロックレバー側勾配面７１１はレンズ枠側勾配面４１１と当接可能に構成されており、互いを滑らかに接触させるために光軸に沿った面に勾配形状を構成している。

【0025】

本実施例においては、突出部７１０のカバー７３０側の面に円筒状の穴を設け、円筒状の穴に円筒状の付勢バネ７２０を挿入する構成としているが、バネによって突出部７１０をレンズ枠４００に向けて付勢する構成であればこれに限らない。

【0026】

ロックレバー駆動装置７４０は、コイルＬ７４１とマグネットＬ７４２とヨークＬ７４３を備えたボイスコイルモーターである。コイルＬ７４１は突出部７１０が備えるコイルホルダ部７１３に固定され、マグネットＬ７４２とヨークＬ７４３は固定筒３００に固定されている。

【0027】

フレキシブルプリント基板７４４を経由し、コイルＬ７４１に電流を流すことで、ロックレバー駆動装置７４０が突出部７１０を固定筒３００へ向けて動かす推力を発生するように構成されている。すなわち、付勢バネ７２０の付勢力またはロックレバー駆動装置７４０の推力によって、突出部７１０は光軸に直交する方向に移動可能に構成されている。

【0028】

付勢バネ７２０の付勢力は、レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部に移動する際に、付勢バネ７２０によって付勢された突出部７１０を、レンズ枠４００の自重によって押し下げて移動可能な力量であり、なおかつロックレバー駆動装置７４０によって突出部７１０を移動させる推力よりも小さい力量に設定されている。以下、突出部７１０が付勢バネ７２０によって最も光軸に近づいている位置を規制位置といい、突出部７１０がロックレバー駆動装置７４０によって最も固定筒３００に近づいている位置を退避位置という。

【0029】

また、レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部に位置し、突出部７１０が規制位置に位置するとき、規制面７１２と被規制面４１２が当接するように構成されている。規制面７１２と被規制面４１２が当接することで、レンズ枠４００は移動可能な範囲の端部からの移動が規制される。

【0030】

図９は図１に示すレンズ鏡筒２００をカメラ本体１００に装着した状態の制御的な構成を示す概略図である。

【0031】

レンズ鏡筒２００は、カメラ側制御部１１０と電源部１０１を備えるカメラ本体１００に着脱可能に構成されている。レンズ鏡筒２００はレンズ側制御部２１０を備えており、カメラ側制御部１１０とレンズ側制御部２１０は相互に通信している。また、カメラ本体１００が備える電源部１０１はレンズ鏡筒２００の各種動作に必要な電源を供給している。

【0032】

レンズ側制御部２１０は、カメラ側制御部１１０からの指令やレンズ鏡筒２００の外側面に配置された不図示の各種スイッチからの指令を受けてレンズ鏡筒２００内の各種制御を行う構成となっている。例えば、カメラ本体１００が有する不図示のレリーズボタンを操作すると、操作に応じてカメラ側制御部１１０からレンズ側制御部２１０にフォーカス駆動指示がなされ、レンズ側制御部２１０はボイスコイルモーター５００を駆動させることでレンズ枠４００を移動させる。

【0033】

次に、ロックレバー７００によってレンズ枠４００の移動を規制する方法について説明する。図１０はレンズ枠４００とロックレバー７００との位置関係を示す図である。図１０（ａ）はレンズ枠４００が移動可能な範囲の端部でロックレバー７００によって移動が規制された状態を示す図であり、図１０（ｂ）は移動が規制されていない状態を示す図である。また、図１１はレンズ鏡筒２００が非通電状態のときにレンズ枠４００の移動が規制された状態へ変遷する動作を説明する概略断面図である。

【0034】

カメラ本体１００の電源をオフにする操作を行うか、カメラ本体１００の電源がオンの状態でカメラ本体１００からレンズ鏡筒２００を取り外すことによって、レンズ鏡筒２００への通電が遮断されると、ボイスコイルモーター５００は非通電状態になりレンズ枠４００が可動範囲内で保持されず移動可能な状態となる。

【0035】

レンズ枠４００はその自重によって、移動可能な範囲の端部に移動する。図１１（１）、（２）、（３）を用いて説明すると、レンズ枠４００はｄ１からｄ２に向かって移動する。この時、レンズ鏡筒２００は非通電状態であるので、ロックレバー駆動装置７４０も非作動状態である。

【0036】

ロックレバー駆動装置７４０は非作動状態であるので、ロックレバー７００の突出部７１０は付勢バネ７２０によって規制位置に向けて付勢されている状態である。

【0037】

レンズ枠４００がｄ１からｄ２に向かって移動すると、被規制部４１０におけるレンズ枠側勾配面４１１と突出部７１０におけるロックレバー側勾配面７１１とが当接する。

【0038】

付勢バネ７２０の付勢力は、レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部に移動する際にその自重によって付勢バネ７２０によって付勢された突出部７１０を押し下げて移動可能な力量であるから、被規制部４１０におけるレンズ枠側勾配面４１１と突出部７１０におけるロックレバー側勾配面７１１とが当接後は勾配面と勾配面とが摺動し、レンズ枠４００は突出部７１０を勾配形状に沿って退避位置に向けて押し下げながら移動する。

【0039】

レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部への移動が完了すると、ロックレバー７００の突出部７１０は付勢バネ７２０の付勢力によって規制位置に移動し、突出部７１０の規制面７１２がレンズ枠４００の被規制面４１２と当接することでレンズ枠４００の移動は規制される。以上が非通電時にロックレバー７００によってレンズ枠４００の移動を規制する方法の説明である。

【0040】

図１２はレンズ鏡筒２００が通電状態のときにロックレバー７００が退避状態であることを示す概略断面図である。レンズ鏡筒２００に通電がなされると、ロックレバー駆動装置７４０が駆動する。付勢バネ７２０の付勢力は、ロックレバー駆動装置７４０によって突出部を移動させる推力よりも小さい力量に設定されていることから、突出部７１０はロックレバー駆動装置７４０によって退避位置に移動する。これにより、レンズ枠４００の移動の規制が解除される。

【0041】

また、通電時において、突出部７１０はロックレバー駆動装置７４０によって退避位置へ移動可能であるが、磁気センサ６００が検出するレンズ枠４００の位置情報を参照し、ロックレバー駆動装置７４０の動作を適宜切り替えることが可能となっている。

【0042】

例えば、レンズ枠４００とロックレバー７００との位置が離れている時には、ロックレバー駆動装置７４０への通電を遮断し、被規制部４１０とロックレバー７００との位置が当接位置の付近まで近づいてきた時にロックレバー駆動装置７４０への通電を行う。これにより、突出部７１０を常に退避位置に移動させ続けるよりも消費電流を低減させることが可能となる。

【0043】

さらに、被規制部４１０におけるレンズ枠側勾配面４１１と突出部７１０におけるロックレバー側勾配面７１１とは面同士が摺動可能に構成されていることから、突出部７１０をレンズ枠４００方向に付勢する力を利用してレンズ枠４００が主軸３０１及び副軸３０２に沿って移動する際のガタつきを低減する効果を得ることも可能である。図１３はレンズ鏡筒２００が通電状態のときにロックレバー７００によってレンズ枠４００を付勢している状態を示す概略断面図である。

【0044】

図１３に示すように、レンズ鏡筒２００に通電されている状態において、ロックレバー制御装置７４０への駆動指示を行わないことで、レンズ枠側勾配面４１１とロックレバー側勾配面７１１を当接させる。レンズ枠４００がフォーカス指示によって移動可能な範囲において、レンズ枠側勾配面４１１とロックレバー側勾配面７１１とが当接することにより、レンズ枠４００が突出部７１０によって付勢されている状態となる。

【0045】

前記のように、レンズ枠４００がフォーカス指示によって移動可能な範囲において、レンズ枠４００がロックレバー７００によって動きが規制される位置以外で、常にレンズ枠側勾配面４１１とロックレバー側勾配面７１１とが当接する構成をとることで、ロックレバー７００によって動きが規制される位置以外において、レンズ枠４００と主軸３０１及び副軸３０２との間で発生するガタつきを低減することができる。ロックレバー７００によって動きが規制される位置においては、磁気センサ６００によって当該位置に移動したことを検出し、ロックレバー駆動装置７４０を駆動させることで突出部７１０を退避位置に移動させる。これにより、フォーカス駆動に影響を与えることなくレンズ枠４００と主軸３０１及び副軸３０２との間で発生するガタつきを低減することができ、併せて突出部７１０を常に退避位置に移動させ続けるよりも消費電流を低減させることが可能となる。

【0046】

以上が本発明の実施例であるが、本実施例により開示される技術は、実施例の説明に限定されず様々な変形実施が可能である。実施例において示した各部の形状等は、いずれも本技術を実施するための一例であり、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されるものではない。

【0047】

本実施例において、レンズ鏡筒２００はカメラ本体１００に着脱可能に構成されているが、レンズ鏡筒を備える撮像装置であれば本発明を適用可能であることは言うまでもない。例えば、レンズ鏡筒とカメラ本体が一体構成のカメラにも適用可能である。

【0048】

また本実施例において、レンズ枠４００はフォーカスレンズ保持筒であるが、リニアモーターによって移動させるレンズ保持枠であればこれに限らない。例えば、ズーミング時に移動させるレンズ群を保持するレンズ枠にも適用可能である。

【0049】

また本実施例において、レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部の片側についてのみ説明しているが、同様のロックレバー７００と被規制部４１０をもう一組構成し、レンズ枠４００が移動可能な範囲のもう一方の端部からの移動を規制する構成としてもよい。そうすることで、レンズ枠４００が移動可能な範囲の端部のいずれにおいても移動を規制することが可能となる。

【0050】

また本実施例において、レンズ枠側勾配面４１１及びロックレバー側勾配面７１１は互いを滑らかに接触させるために勾配形状にしているが、これに限らない。レンズ枠４００側の接触面とロックレバー７００側の接触面とが摺動可能であれば、各面が光軸に対して平行であってもよい。

【0051】

以上の通り、本発明によれば、ボイスコイルモーター５００によって駆動されるレンズ枠４００が急に非通電状態になった場合においても、レンズ枠４００の自重によって端部まで移動した後、ロックレバー７００によって移動を規制することが可能となる。また、ロックレバー７００の付勢力によってレンズ枠４００を主軸３０１及び副軸３０２に向けて付勢することによって、レンズ枠４００が移動する際のガタつきを低減可能なレンズ鏡筒２００を提供することが可能となる。

【符号の説明】

【0052】

カメラ本体 １００
電源部 １０１
カメラ側制御部 １１０
レンズ鏡筒 ２００
レンズ側制御部 ２１０
固定筒 ３００
主軸 ３０１
副軸 ３０２
レンズ枠 ４００
被規制部 ４１０
レンズ枠側勾配面 ４１１
被規制面 ４１２
レンズ ４２０
位置検出用マグネット ４３０
ボイスコイルモーター ５００
固定子部 ５１０
マグネット ５１１
レンズ側ヨーク ５１２
サイドヨーク ５１３
外側ヨーク ５１４
コイル ５２０
磁気センサ ６００
ロックレバー ７００
突出部 ７１０
ロックレバー側勾配面 ７１１
規制面 ７１２
コイルホルダ部 ７１３
付勢バネ ７２０
カバー ７３０
ロックレバー駆動装置 ７４０
コイルＬ ７４１
マグネットＬ ７４２
ヨークＬ ７４３
フレキシブルプリント基板 ７４４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】