特許 7446895 レンズ鏡筒

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-01

(45)【発行日】2024-03-11

(54)【発明の名称】レンズ鏡筒

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20240304BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20240304BHJP

【ＦＩ】

G02B7/04 D

G03B17/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020069285

(22)【出願日】2020-04-07

(65)【公開番号】P2021165802

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-03-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(72)【発明者】

【氏名】小川 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】泉 光洋

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０９７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１５０８５８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９８７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２４９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０９８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／０２－７／１６

Ｇ０３Ｂ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠と共に移動する移動筒と、
螺子部と頭部を備え、前記移動筒を前記レンズ保持枠に対して光軸に沿って締結する第１の締結手段と、
前記光軸に対して平行な直進溝を有する直進案内筒と、
前記直進案内筒の外側に配置され、内壁面に形成されたカム溝を有するカム筒と、
前記移動筒の外周面に固定され、前記直進溝および前記カム溝と係合し、前記カム筒の回動によって前記レンズ保持枠および前記移動筒を前記光軸に沿って移動させるコロ手段と、を備え、
前記光軸に垂直な断面図において、前記第１の締結手段を、少なくとも一部が前記直進案内筒に形成された直進溝と重なるように配置し、
前記光軸に沿った断面図において、前記コロ手段を前記第１の締結手段の頭部側に配置したことを特徴とするレンズ鏡筒。

【請求項2】

前記レンズ保持枠と前記移動筒との間に配置された、光量を調整する絞り群を備え、
前記第１の締結手段は、径方向において、前記絞り群よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。

【請求項3】

前記直進溝の幅（Ｗ１）は、前記第１の締結手段の前記頭部の径よりも広いことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。

【請求項4】

前記コロ手段は、前記移動筒の外周面に前記光軸と垂直な方向にねじ込まれる第２の締結手段によって締結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。

【請求項5】

前記コロ手段は、前記直進溝および前記カム溝と嵌合する第１のコロと、前記直進溝および前記カム溝との間に所定の隙間が形成されるように係合する第２のコロとを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。

【請求項6】

前記移動筒の外周面における前記第１のコロの締結部の周囲に凹部が形成されており、前記第１のコロを保持する前記締結部の剛性は、前記第２のコロを保持する締結部の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項５記載のレンズ鏡筒。

【請求項7】

前記第１のコロと前記第１の締結手段の頭部との間に隙間（Ｘ２）が設けられており、前記隙間（Ｘ２）は、前記第２のコロと前記カム溝との間の隙間よりも大きいことを特徴とする請求項５又は６記載のレンズ鏡筒。

【請求項8】

前記第１のコロと前記第１の締結手段の頭部との隙間（Ｘ２）は、前記第１のコロの締結部が塑性変形に至る際の変形量よりも小さいことを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。

【請求項9】

前記カム筒、前記第１のコロ及び前記第２のコロは、それぞれ金属材料で形成されており、前記移動筒は、樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一眼レフカメラ等に用いられる交換レンズ等のレンズ鏡筒に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズ鏡筒には、レンズ保持枠や絞り群を保持する手段としてビスを適用したものがある。特許文献１に記載の先行技術では、絞り群に過大な応力が加わらないように、レンズ保持枠に固定部材を光軸方向に沿ってビスで固定する際、ビスと絞り群との間に所定のクリアランスを設けるように構成されたレンズ鏡筒が開示されている。また、特許文献１には、光軸方向からねじ込むビスに代えて、レンズ保持枠の外径から光軸と垂直な方向にビスをねじ込むことによって、絞り群の抜けを防止する構成も開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－１５０１５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、固定部材をレンズ保持枠にビスで固定する際、ビスをいずれの方向からねじ込んでも、ビスを固定するための固定スペースが必要となる。また、構成部材として直進案内筒などの他の筒体を備えるレンズ鏡筒としては、レンズ保持枠や絞り群の外側に、他の筒体が配置されるので構成部品の厚みはさらに増大する。従って、締結手段としてのビスで固定するための固定スペースを確保しつつレンズ鏡筒の小径化を図ることは困難であった。

【0005】

本発明は、締結手段による固定に必要なスペースを確保しつつ、製品全体としての小径化を図ることができる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】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１記載のレンズ鏡筒は、レンズを保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠と共に移動する移動筒と、螺子部と頭部を備え、前記移動筒を前記レンズ保持枠に対して光軸に沿って締結する第１の締結手段と、前記光軸に対して平行な直進溝を有する直進案内筒と、前記直進案内筒の外側に配置され、内壁面に形成されたカム溝を有するカム筒と、前記移動筒の外周面に固定され、前記直進溝および前記カム溝と係合し、前記カム筒の回動によって前記レンズ保持枠および前記移動筒を前記光軸に沿って移動させるコロ手段と、を備え、前記光軸に垂直な断面図において、前記第１の締結手段を、少なくとも一部が前記直進案内筒に形成された直進溝と重なるように配置し、前記光軸に沿った断面図において、前記コロ手段を前記第１の締結手段の頭部側に配置したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、レンズ保持枠と移動筒とを締結する締結手段の少なくとも一部が直進案内筒の直進溝と重なるように配置したので、締結手段による締結に必要なスペースを確保しつつ、レンズ鏡筒の小径化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係るレンズ鏡筒（交換レンズ）が着脱可能に装着されたデジタルカメラを示す斜視図である。

【図2】交換レンズの絞り込み状態を示す光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。

【図3】交換レンズの絞り出し状態を示す光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。

【図4】交換レンズおよびカメラ本体の制御構成を示すブロック図である。

【図5】交換レンズにおけるフォーカス群の分解斜視図である。

【図6】図５のフォーカス群の一部をさらに分解した分解斜視図である。

【図7】フォーカス群と直進案内筒との位置関係を示す光軸と垂直な断面図である。

【図8】図７における符号VIII部分を拡大した部分拡大断面図である。

【図9】図７におけるＳ１－Ｓ１線で分割した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図面を通して同一又は対応する部材には、同一の符号を付与し、便宜上、重複する説明を省略した。

【0010】

図１は、実施の形態に係るレンズ鏡筒（以下、「交換レンズ１０１」という。）が着脱可能に装着されたデジタルカメラ１００（以下、単に「カメラ本体１００」という）を示す斜視図である。図１において、図１（ａ）は、正面側から見た斜視図、図１（ｂ）は、背面側から見た斜視図である。

【0011】

図１（ａ）において、交換レンズ１０１の撮像光学系の光軸が延びる光軸方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する方向をＺ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）とする。以下、Ｚ軸方向とＹ軸方向をまとめてＺ／Ｙ軸方向という。また、Ｚ軸回りの回転方向をピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向とし、Ｙ軸回りの回転方向をヨー（Ｙａｗ）方向とする。ピッチ方向とヨー方向は、互いに直交するＺ軸とＹ軸である２軸回りでの回転方向である。ピッチ方向とヨー方向を以下、まとめてピッチ／ヨー方向ともいう。

【0012】

カメラ本体１００の正面側（被写体側）から見て左側（背面から見て右側）には、ユーザがカメラ本体１００を把持するためのグリップ部２が設けられている。また、カメラ本体１００の上面部には、電源操作部３が配置されている。カメラ本体１００の電源がオフ状態にあるときにユーザが電源操作部３をオン操作すると、カメラ本体１００の電源がオン状態となり撮像が可能となる。また、カメラ本体１００の電源がオン状態にあるときにユーザが電源操作部３をオフ操作すると、カメラ本体１００の電源はオフ状態になる。

【0013】

カメラ本体１００の上面部には、また、モードダイアル４、レリーズボタン５およびアクセサリシュー６が設けられている。ユーザは、モードダイアル４を回転操作することによって撮像モードを切り替えることができる。撮像モードとしては、マニュアル静止画撮像モード、オート静止画撮像モードおよび動画撮像モードが挙げられる。マニュアル静止画撮像モードは、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件をユーザが任意に設定できるモードである。オート静止画撮像モードは、自動で適正な露光量が得られるモードである。また、動画撮像モードは、動画の撮像を行うためのモードである。

【0014】

ユーザが、レリーズボタン５を半押し操作することによって、オートフォーカスや自動露出制御等の撮像準備動作を指示することができる。また、ユーザは、レリーズボタン５を全押し操作することによって撮像を指示することができる。アクセサリシュー６には、外部フラッシュ等のアクセサリが脱着可能に装着される。カメラ本体１００内には、交換レンズ１０１の撮像光学系によって形成される被写体像を光電変換（撮像）する撮像素子（図示省略）が配置されている。

【0015】

交換レンズ１０１は、レンズマウント１０２を介してカメラ本体１００に設けられたカメラマウント７に機械的および電気的に接続される。交換レンズ１０１内には、被写体からの光を結像させて被写体像を形成する撮像光学系が収容されている。フィルタ枠１１１は、交換レンズ１０１の正面側の先端に配置された円筒形状の外観部品である。フィルタ枠１１１の内周には雌ねじ部が形成されており、各種フィルタやレンズキャップなどのアクセサリが着脱できるように構成されている。

【0016】

図１（ｂ）において、カメラ本体１００の背面には、背面操作部８と表示部９が設けられている。背面操作部８には、様々な機能が割り当てられた複数のボタンやダイアルが配置されている。カメラ本体１００の電源がオン状態であり、静止画または動画撮像モードが設定されているとき、表示部９には、撮像素子により撮像されている被写体像のスルー画像が表示される。また、表示部９には、シャッタ速度や絞り値等の撮像条件を示す撮像パラメータが表示され、ユーザはその表示を見ながら背面操作部８を操作することによって撮像パラメータの設定値を変更することができる。背面操作部８には、記録された撮像画像の再生を指示するための再生ボタンが含まれている。ユーザが再生ボタンを操作することによって、撮像画像が表示部９に再生、表示される。

【0017】

次に、交換レンズ１０１の構成について説明する。

【0018】

図２は、交換レンズ１０１の絞り込み状態を示す光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。また、図３は、交換レンズ１０１の絞り出し状態を示す光軸を含むＸＹ平面上の断面図である。図２及び図３における中心線（一点鎖線）は、撮像光学系の光軸と略一致する。従って、以下、中心線を、光軸と同義とする。

【0019】

図２及び図３において、交換レンズ１０１は、第１のフォーカスレンズ２１１と第２のフォーカスレンズ（調整レンズ）２１２を含むフォーカス群２０１と、第１の固定レンズ６１１と第２の固定レンズ６１２を含む固定群６０１との二群構成を採用している。フォーカス群２０１は、被写体像の焦点ずれに応じて所定の光学位置へと移動し、被写体からの光を、固定群６０１、シャッタユニット１４を介して撮像素子１６の撮像面上に結像させる。

【0020】

絞り群４０１は、第１のフォーカスレンズ２１１や第２のフォーカスレンズ（調整レンズ）２１２と共にフォーカス群２０１に収容されており、フォーカス群２０１と一体的に移動する。絞り群４０１の外側に、直進案内筒１０７およびカム筒１０８が配置されている。防振群５０１は、固定筒１０６に固定された第１の固定レンズ６１１と第２の固定レンズ６１２との間に配置されており、固定群６０１の一部として機能する。防振駆動部５０２は、防振群５０１を駆動する。

【0021】

交換レンズ１０１がカメラ本体１００に装着された状態において、レンズマウント１０２はカメラマウント７に当接している。このとき、レンズマウント１０２に設けられた電気接点１０５は、カメラ本体１００の電源部１０（後述する図４参照）と電気的に接続され、電源部１０からの電力は、電源端子としての電気接点１０５を介して交換レンズ１０１に供給される。

【0022】

カメラ本体１００のカメラ制御部１２（後述する図４参照）は、レンズマウント１０２に設けられた電気接点１０５の通信端子を介して、交換レンズ１０１のレンズ制御部１０４と各種制御信号やデータ等の通信を行う。

【0023】

交換レンズ１０１の先端部のフィルタ枠１１１は、フォーカス群２０１にビス（図示省略）で固定されており、フォーカス群２０１と一体的に移動する。フィルタ枠１１１の内周に形成された雌ねじ部は、フィルタ枠１１１に装着されるフィルタに形成された雄ねじ部と噛み合うことによって当該フィルタを保持する。フィルタとしては、第１のフォーカスレンズ２１１を水滴や汚れから保護する保護フィルタや減光フィルタ、偏光フィルタなどが挙げられる。

【0024】

フィルタ枠１１１は、繰り込み状態においても繰り出し状態においても、交換レンズ１０１の正面側の最も先端に位置している。このため、交換レンズ１０１をカメラ本体１００に装着した状態で、例えば、ユーザが、カメラを壁などの障害物に振り当ててぶつけた場合、フィルタ枠１１１が最初に障害物と衝突する。

【0025】

交換レンズ１０１は、撮像光学系全体としての光学性能を維持することを目的として、第２のフォーカスレンズ（調整レンズ）２１２の位置を意図的にずらして配置させる調整機構を備えている。これによって、組立工程において作業者は、全体の光学性能の状態を確認しながら、各構成部品に生じる製造誤差や組立ばらつきなどの影響をキャンセルさせることが可能となる。

【0026】

図４は、交換レンズ１０１およびカメラ本体１００の制御構成を示すブロック図である。

【0027】

カメラ本体１００は、制御構成としてカメラ制御部１２を備えている。一方、交換レンズ１０１は、制御構成としてレンズ制御部１０４を備えている。

【0028】

カメラ本体１００および交換レンズ１０１全体のシステムとしての制御は、カメラ本体１００に設けられたカメラ制御部１２と、交換レンズ１０１に設けられたレンズ制御部１０４が互いに連係することによって行われる。

【0029】

図４において、交換レンズ１０１の撮像光学系は、フォーカス群２０１、絞り群４０１、防振群５０１、固定群６０１、フォーカス駆動部３０１、絞り駆動部４０２、防振駆動部５０２を備えている。フォーカス群２０１は、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズを含んでいる。絞り群４０１は、光量調節動作を行う。防振群５０１は、像振れを低減する防振素子としてのシフトレンズを含んでいる。防振群５０１は、シフトレンズを光軸に対して直交するＺ／Ｙ軸方向に移動（シフト）させて、像振れを低減するための防振動作を行う。

【0030】

絞り駆動部４０２は、絞り群４０１を駆動する。防振駆動部５０２は、防振群５０１を駆動する。フォーカス駆動部３０１は、カム筒と、フォーカスモータと、カム筒とフォーカスモータとを連結する減速ギアと、フォーカス群２０１の原点位置を検出するフォトインタラプタとを備えている。

【0031】

一般的に、フォーカスモータとして、アクチュエータの一種であるステッピングモータが採用されることが多い。しかしながら、ステッピングモータは、相対的な駆動量しか制御することができないので、電源オフ状態においては、フォーカス群２０１の現在位置が不定となる。そこで、ユーザが電源操作部３をオン操作した際、フォーカス群２０１を原点位置まで移動させて原点検出処理を実行する制御が必要となる。このような原点検出処理は、多くの光学機器に採用されている公知技術である。従って、その説明を省略する。なお、ステッピングモータに代えて、アクチュエータとしてエンコーダを備えるＤＣモータや超音波モータを採用することもできる。また、フォトインタラプタは発光部から発せられた光を受光部で直接受光するものであるが、これに代えて、反射面からの反射光を受光するフォトリフレクタや、導電パターンに接触するブラシを用いることもできる。

【0032】

フォーカス駆動部３０１は、フォーカス群２０１を駆動する。すなわち、フォーカス駆動部３０１は、フォーカス群２０１の現在位置を検出し、レンズ制御部１０４を介してその信号をカメラ制御部１２に送信する。カメラ制御部１２は、被写体像の焦点状態とフォーカス群２０１の現在位置とを比較し、そのずれ量からフォーカス駆動量を算出してレンズ制御部１０４に送信する。そして、レンズ制御部１０４は、フォーカス駆動部３０１を制御してフォーカス群２０１を目標位置まで駆動し、被写体像の焦点ずれを補正する。

【0033】

一方、カメラ本体１００は、カメラ制御部１２の他、シャッタユニット１４、シャッタ駆動部１５、撮像素子１６、画像処理部１７、焦点検出部１８および表示部９を備えている。また、カメラ本体１００は、操作部１１、アクセサリシュー６、電源部１０、ピッチ振れ検出部１９、ヨー振れ検出部２０および記憶部１３を備えている。

【0034】

カメラ制御部１２は、シャッタ駆動部１５を介してシャッタユニット１４と接続されており、焦点検出部１８を介して画像処理部１７と接続されている。また、カメラ制御部１２は、撮像素子１６、表示部９、操作部１１、アクセサリシュー６、電源部１０、ピッチ振れ検出部１９、ヨー振れ検出部２０、及び記憶部１３とそれぞれ接続されている。

【0035】

シャッタユニット１４は、交換レンズ１０１内の撮像光学系で集光され、撮像素子１６で露光される光の量を制御する。撮像素子１６は、撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。画像処理部１７は、撮像信号に対して各種画像処理を施した後、画像信号を生成する。表示部９は、画像処理部１７から出力された画像信号（スルー画像）を表示し、撮像パラメータを表示し、記憶部１３や図示省略した記録媒体に記録された撮像画像を再生表示する。電源部１０は、カメラ本体１００と交換レンズ１０１に電力を供給する。

【0036】

また、カメラ制御部１２は、記憶部１３に格納されてたコンピュータプログラムを読み出して実行する。すなわち、カメラ制御部１２は、操作部１１における撮像準備操作（レリーズボタン５の半押し操作）に応じて、フォーカス群２０１の駆動を制御する。例えば、オートフォーカスの動作が指示された場合、カメラ制御部１２は、焦点検出部１８を制御して、画像処理部１７で生成された画像信号をもとに、撮像素子１６で結像される被写体像の焦点状態を判定する。

【0037】

また、カメラ制御部１２は、操作部１１から受けた絞り値やシャッタ速度の設定値に応じて、絞り駆動部４０２およびシャッタ駆動部１５を介して、絞り群４０１およびシャッタユニット１４の駆動を制御する。例えば、自動露出制御の動作が指示された場合、カメラ制御部１２は、画像処理部１７で生成された輝度信号を受信して測光演算を行う。この測光演算結果をもとに、カメラ制御部１２は、操作部１１における撮像指示操作（レリーズボタン５の全押し操作）に応じて、絞り群４０１の駆動を制御する。それと共に、カメラ制御部１２は、シャッタ駆動部１５を介してシャッタユニット１４の駆動を制御し、撮像素子１６による露光処理を行う。

【0038】

ピッチ振れ検出部１９およびヨー振れ検出部２０は、ユーザによる手振れ等の像振れを検出する振れ検出手段である。ピッチ振れ検出部１９とヨー振れ検出部２０は、それぞれ、角速度センサ（振動ジャイロ）や角加速度センサを用いて、ピッチ方向（Ｚ軸回りの回転方向）およびヨー方向（Ｙ軸回りの回転方向）の像振れを検出して振れ信号を出力する。カメラ制御部１２は、ピッチ振れ検出部１９からの振れ信号を用いて防振群５０１（シフトレンズ）のＹ軸方向でのシフト位置を算出する。同様に、カメラ制御部１２は、ヨー振れ検出部２０からの振れ信号を用いて防振群５０１のＺ軸方向でのシフト位置を算出する。そして、カメラ制御部１２は、算出したピッチ／ヨー方向のシフト位置に応じて、防振群５０１を目標位置まで駆動制御し、露光中やスルー画像表示中の像振れを低減する防振動作を行う。

【0039】

以下、交換レンズ１０１におけるフォーカス群２０１について詳細に説明する。

【0040】

図５は、交換レンズ１０１におけるフォーカス群２０１の分解斜視図である。図５において、図５（ａ）は、フォーカス駆動部と分解された正面方向の斜視図であり、図５（ｂ）は、フォーカス駆動部と分解された背面方向の斜視図である。また、図６は、図５（ａ）のフォーカス群２０１の一部をさらに分解した分解斜視図である。

【0041】

図５において、フォーカス群２０１は、直進案内筒１０７とカム筒１０８によって固定筒１０６に対して移動可能に構成されている。固定筒１０６は、正面側の面で直進案内筒１０７を保持する固定部材である。固定筒１０６は、第１の固定レンズ６１１の外周部を保持している。直進案内筒１０７は、内周側にフォーカス群２０１を収容し、外周側にカム筒１０８を回動可能に保持する固定部材である。カム筒１０８は、弾性部材によって光軸方向に付勢されており、背面側（カメラ本体１００側）の面が固定筒１０６と摺動可能に当接している。

【0042】

フォーカス群２０１は、直進案内筒１０７の内周側に、正面側から挿入されて組み込まれる。直進案内筒１０７には、直進溝１０７ａが形成されている。直進溝１０７ａは、フォーカス群２０１の回転方向への移動を規制して、光軸方向への直進を案内する。直進溝１０７ａは、後述するメインコロ２３１（第１のコロ）の位相に対応する３個と、サブコロ２３２（第２のコロ）の位相に対応する３個を合計した６個の貫通溝で構成されている。これら６個の貫通溝はいずれも同じ溝幅となっている。

【0043】

一方、カム筒１０８には、その内壁面に、フォーカス群２０１のストロークに対応して回転方向に線形の軌跡を形成するカム溝１０８ａが設けられている。カム溝１０８ａは、メインコロ２３１の位相に対応する３個と、サブコロ２３２の位相に対応する３個を合計した６個の非貫通の有底溝として構成されている。６個の有底溝は、いずれも同じカム軌跡であり、同じ溝幅で、同じ溝深さとなっている。

【0044】

フォーカス群２０１には、３個のメインコロ２３１が周方向に沿って１２０°等分に固定されている。メインコロ２３１は、直進溝１０７ａとカム溝１０８ａとにそれぞれ嵌合して常に接触状態となっている。カム筒１０８が回転すると、メインコロ２３１は、直進溝１０７ａおよびカム溝１０８ａとの嵌合により、カム溝１０８ａのカム軌跡に沿って、フォーカス群２０１を光軸方向へ進退させる。

【0045】

サブコロ２３２は、メインコロ２３１を補助するものであり、３個のメインコロと１つおきに配置された合計３個で構成されている。サブコロ２３２は、フォーカス群２０１のストロークの全域にわたって、カム溝１０８ａおよび直進溝１０７ａとの間にわずかな隙間が形成されるように係合されている。すなわち、３個のサブコロ２３２は、いずれも他の構成部材と非接触状態に形成されており、通常のフォーカス駆動部３０１の制御時には、摩擦抵抗による負荷が発生しないようになっている。

【0046】

メインコロ２３１は、直進溝１０７ａおよびカム溝１０８ａと常に接触状態であることから、光学性能に応じた寸法精度の高さと表面仕上げの滑らかさが必要であり、比較的高価なものになりやすい。これに対して、サブコロ２３２は、非接触状態であることから、光学性能に関わらず寸法精度や表面仕上げに緩和の余地があり、比較的安価に製造することができる。

【0047】

カム筒１０８、メインコロ２３１及びサブコロ２３２は、いずれもアルミニウムや真鍮などの歪みにくい金属材料で構成されている。カム筒１０８、メインコロ２３１及びサブコロ２３２は、金属材料で構成したことにより、切削加工によって高精度に仕上げることが可能であり、また、環境温度や撮影姿勢の変化などに対して変形を抑制することができる。

【0048】

金属材料は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂材料と比較すると、強い衝撃が加わった際、じん性が低く衝撃を吸収しづらいために、局所的な折損や打痕などの塑性変形を生じやすい。画像撮影中に、ユーザが壁などの障害物に対して交換レンズ１０１を振り当ててしまうと、フィルタ枠１１１が正面側の先端となって最初に障害物と衝突する。このとき、フィルタ枠１１１を介して、フォーカス群２０１に正面側から背面側へと向かう衝撃力が伝達され、フォーカス群２０１は、光軸方向の正面側から背面側へ相対的に移動しようとする。一方で、カム筒１０８は、背面側の面で固定筒１０６と密着しており、光軸方向の移動が規制されている。このため、常に接触状態にあるメインコロ２３１とカム溝１０８ａとが振り当てによって負荷を受けることがある。しかしながら、後述するように、メインコロ２３１及びサブコロ２３２を支持する移動筒２２１は、樹脂材料で構成されている。従って、メインコロ２３１への負荷は軽減される。メインコロ２３１の負荷が軽減されることに関する詳細な説明については、後述する。

【0049】

図６において、フォーカス群２０１は、第１のフォーカスレンズ２１１を保持するフォーカス群保持枠２２２、絞り群４０１、絞り駆動部４０２、フレキシブルプリント配線板４０３及び移動筒２２１とで主として構成されている。

【0050】

移動筒２２１は、ポリカーボネート等の樹脂材料で構成されている。移動筒２２１を樹脂材料で構成したことによって、当該移動筒２２１は、射出成形により安価に製造できるとともに、金属材料と比べると弾性的に変形し易くなる。そのため、上述したような振り当て時には、フォーカス群２０１の相対的な移動に伴って、移動筒２２１におけるメインコロ２３１の保持部が弾性的に変形し、非接触状態であったサブコロ２３２とカム溝１０８ａとの隙間が減少する。そして、メインコロ２３１の保持部の変形量がサブコロ２３２とカム溝１０８ａとの間の隙間の量を超えた瞬間に、サブコロ２３２とカム溝１０８ａとが衝突し、カム筒１０８に対するフォーカス群２０１の相対的な移動が抑制される。それと同時に、フォーカス群２０１に作用した衝撃力がサブコロ２３２とカム溝１０８ａとの接触面へと分散され、メインコロ２３１とカム溝１０８ａとの接触面に加わる負荷が軽減する。このように、本実施の形態は、撮影中に交換レンズ１０１の先端を振り当ててぶつけてしまった場合でも、金属材料からなるカム筒１０８、メインコロ２３１、サブコロ２３２に、局所的な塑性変形を生じさせにくい構成となっている。

【0051】

図６において、絞り群４０１は、レンズ保持枠としてのフォーカス群保持枠２２２と移動筒２２１とで挟持されており、絞り群４０１の外径Ｄ１がフォーカス群保持枠２２２の内径と嵌合することによって保持されている。移動筒２２１をフォーカス群保持枠２２２に締結する締結手段としての第１のビス２６１は、周方向において、メインコロ２３１とサブコロ２３２の位相にそれぞれ対応して合計６個が配置されている。

【0052】

第１のビス２６１は、それぞれ移動筒２２１を貫通し、フォーカス群保持枠２２２に対して光軸と平行な方向に締結されている。第２のフォーカスレンズ（調整レンズ）２１２は、調整機構である調整コロを介して、移動筒２２１の内周側に収容されている。メインコロ２３１とサブコロ２３２は、移動筒２２１の外周面に対して、それぞれ光軸と垂直な方向にねじ込まれる合計６個の第２のビス２６２で固定されている。第１のビス２６１と第２のビス２６２は、螺子部と頭部とで構成されており、それぞれの頭部には、ドライバー等の工具と嵌合するための十字孔形状が設けられている。

【0053】

絞り群４０１には、フレキシブルプリント配線板４０３を介して、絞り駆動部（絞りモータ）４０２が電気的に接続されている。フレキシブルプリント配線板４０３には、直進案内筒１０７の内周面と移動筒２２１の外周面との間に、可動屈曲部が形成されている。絞り群４０１は、フォーカス群２０１と一体的に移動する。

【0054】

次に、図７～図９を用いて交換レンズ１０１の特徴部分について説明する。

【0055】

図７は、フォーカス群２０１と直進案内筒１０７との位置関係を示す光軸と垂直な断面図である。なお、図７において、構成部品の一部は省略されている。また、図８は、図７における符号VIII部分を拡大した部分拡大断面図、図９は、図７におけるＳ１－Ｓ１線で分割した断面図である。

【0056】

図７において、移動筒２２１をフォーカス群２０１のフォーカス群保持枠２２２（図６参照）に締結する６個の第１のビス２６１が示されている。第１のビス２６１は、それぞれ直進案内筒１０７の直進溝１０７ａ（図８参照）と少なくとも一部が重なるように配置されている。これによって、従来技術に比べて直進案内筒１０７の径を小さくできるので、交換レンズ１０１全体として小径化を図ることができる。

【0057】

図９において、移動筒２２１にそれぞれ固定されたメインコロ２３１とサブコロ２３２は、光軸方向において、第１のビス２６１の頭部側に配置されている。従って、移動筒２２１は、第１のビス２６１を光軸と平行な方向に挿入し、ドライバー等の工具によって第１のビス２６１をねじ込む第１の組立工程によってフォーカス群保持枠２２２に固定される。また、移動筒２２１を固定した後、メインコロ２３１とサブコロ２３２は、第２のビス２６２を光軸と垂直な方向に挿入し、ドライバー等の工具によって当該第２のビス２６２をねじ込む第２の組立工程によって移動筒２２１に固定される。このように、第１の組立工程と第２の組立工程とを順番に行うことで、それぞれの組立工程において構成部品や工具がお互いに邪魔しあうことなく、レイアウトや作業性を効率化することができる。

【0058】

また、図９において、第１のビス２６１は、径方向において、絞り群４０１の外径Ｄ１よりも外周側に配置されており、第１のビス２６１の固定に要するスペースは、絞り群４０１の外径Ｄ１の外側に位置している。このため、絞り群４０１に対して、羽根の走行スペースに余裕を持たせることができ、設計的な自由度を確保することができる。また、例えば、絞り群４０１の開放径をより大きくすることができ、最小絞りの径をより小さくすることもできる。

【0059】

図８において、貫通溝である直進溝１０７ａの幅Ｗ１は、第１のビス２６１の頭部の径よりも広く、第１のビス２６１の固定に要するスペースが、直進溝１０７ａの中に収容されている。

【0060】

従来技術では、第１のビス２６１の固定に要するスペースが絞り群４０１の外側に設けられ、さらに、その外側に直進案内筒１０７が組み込まれていた。従って、第１のビス２６１の固定スペースの外側に直進案内筒１０７の厚みが加わることになり、交換レンズ１０１の小径化を図ることはできなかった。

【0061】

これに対して、本実施の形態に係る交換レンズ１０１では、第１のビス２６１の固定に要するスペースを、径方向では、直進案内筒１０７の直進溝１０７ａの厚みの範囲に収め、また周方向では、直進溝１０７ａの幅Ｗ１の範囲内に収める構成とした。これによって、直進案内筒１０７をより小径にできるので、従来技術に比べて交換レンズ１０１の小径化を図ることができる。

【0062】

また、図９において、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部との間には、隙間Ｘ２が設けられている。そして、隙間Ｘ２は、サブコロ２３２とカム溝１０８ａとの間の隙間よりも大きくなるように設定されている。これは、衝撃を受けた際、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部とが衝突するよりも前に、サブコロ２３２とカム溝１０８ａとを積極的に衝突させて、メインコロ２３１に加わる負荷を軽減させるものである。

【0063】

また、図９に示したように、移動筒２２１におけるメインコロ２３１の保持部には、第２のビス２６２の周囲を掘り込むようにして凹部２２１ａが形成されている。これによって、メインコロ２３１が締結された締結部としてのメインコロ保持部は、サブコロ２３２の保持部よりも弾性変形しやすく、剛性が低くなる。従って、サブコロ２３２の作用によってメインコロ２３１の変形を抑制することができる。

【0064】

すなわち、上述した振り当ての瞬間に、メインコロ２３１の保持部が、図９中、Ｘ１方向へ変形する量は、サブコロ２３２の作用によって、ＦＥＭを用いた解析によると最大でも０．５％以下に抑えられる。これに対して、移動筒２２１に用いられる一般的な樹脂材料が塑性変形に至る変形量は数％であることから、メインコロ２３１の保持部の変形量は弾性変形の範囲内に抑えられる。この結果、振り当て時には、一時的にメインコロ２３１の保持部が弾性変形するものの、その後は初期の形状を回復するので、交換レンズ１０１の光学性能が著しく低下することはない。

【0065】

一方、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部との隙間Ｘ２は、メインコロ２３１の保持部が塑性変形に至る変形量よりも小さくなるように設定されている。これによって、衝撃が大きい場合、メインコロ２３１の保持部が塑性変形にまで至る前に、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部とを積極的に衝突させて、想定以上の変形を抑制することができる。

【0066】

すなわち、例えば、壁などへの振り当てではなく、カメラを高い位置から地面へ落下させて想定以上の衝撃力が加わった場合であっても、メインコロ２３１の保持部が数％を超えて塑性変形することを防止できる。

【0067】

具体的には、例えば、サブコロ２３２とカム溝１０８ａとの間の隙間が０．２ｍｍ程度、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部との間の隙間Ｘ２は０．４ｍｍ程度、メインコロ２３１の保持部が塑性変形に至る変形量は０．４ｍｍ以上に設定される。これによって、高い位置からの落下時には、各金属部品に発生する局所的な塑性変形などは防げないものの、交換レンズ１０１の動作が不能となるような移動筒２２１の大きな塑性変形を抑制することができる。

【0068】

本実施の形態によれば、移動筒２２１をフォーカス群保持枠２２２に締結する第１のビス２６１を、直進案内筒１０７の直進溝１０７ａと少なくとも一部が重なるように配置した。また、メインコロ２３１とサブコロ２３２を、光軸方向において、第１のビス２６１の頭部側に配置した。これによって、直進案内筒１０７の径をより小さくできるので、交換レンズ１０１全体として小径化を図ることができる。また、第１のビス２６１の固定スペースを確保して組み立て作業性を向上させることができる。

【0069】

本実施の形態において、貫通溝である直進溝１０７ａの幅Ｗ１は、第１のビス２６１の頭部の径よりも広く、第１のビス２６１の固定に要するスペースが、直進溝１０７ａの中に収容されることが好ましい。これによって、従来技術に比べて、交換レンズ１０１の小径化を図ることができる。

【0070】

本実施の形態において、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部との間に隙間Ｘ２を設け、当該隙間Ｘ２を、サブコロ２３２とカム溝１０８ａとの間の隙間よりも大きくすることが好ましい。これによって、衝撃を受けた際、サブコロ２３２とカム溝１０８ａが先に当接するので、メインコロ２３１に加わる負荷を軽減させることができる。

【0071】

本実施の形態において、移動筒２２１におけるメインコロ２３１を締結する保持部には、第２のビス２６２の周囲を掘り込むようにして凹部２２１ａを形成することが好ましい。これにより、メインコロ２３１の保持部は、サブコロ２３２の保持部よりも弾性変形しやすく剛性が低くなるので、サブコロ２３２の作用によってメインコロ２３１に加わる負荷を軽減させることができる。

【0072】

本実施の形態において、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部との隙間Ｘ２は、メインコロ２３１の保持部が塑性変形に至る場合の変形量よりも小さくなるように設定することが好ましい。これによって、メインコロ２３１の保持部が塑性変形に至る前に、メインコロ２３１と第１のビス２６１の頭部とが衝突して、想定以上の変形を抑制することができる。

【0073】

本実施の形態において、カム筒１０８、メインコロ２３１及びサブコロ２３２は、金属材料で構成し、移動筒２２１は、樹脂材料で構成することが好ましい。これによって、カム筒１０８、メインコロ２３１及びサブコロ２３２を高精度に仕上げることが可能となり、歪み等の変形を抑制することができる。また、移動筒２２１が弾性変形しやすくなり、結果としてメインコロ２３１に加わる負荷を軽減することができる。

【0074】

以上説明した実施の形態は一例にすぎず、本発明においては、上記実施の形態に対して種々の変形および変更が可能である。

【符号の説明】

【0075】

１００ カメラ本体（デジタルカメラ）
１０１ 交換レンズ
１０７ 直進案内筒
１０７ａ 直進溝
１０８ カム筒
１０８ａ カム溝
２０１ フォーカス群
２２１ 移動筒
２２２ フォーカス群保持枠
２３１ メインコロ
２３２ サブコロ
２６１ 第１のビス
２６２ 第２のビス
４０１ 絞り群
６０１ 固定群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】