特許 7486975 レンズ装置および撮像装置

(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】2024-05-10

(45)【発行日】2024-05-20

(54)【発明の名称】レンズ装置および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

G02B7/04 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020032718

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021135428

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-22

(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】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】野口 和宏

【審査官】門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０４９４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６４６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－００４８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９８５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２３２８８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／０２ － ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学素子と、
固定部材と、
前記光学素子を保持し、前記固定部材に対して光軸方向に移動する可動部材と、
前記可動部材の前記光軸方向の移動を案内する案内部材と、
第一の支持部と、
該第一の支持部に対して前記光軸方向において離間して配置され、且つ該第一の支持部とは別体である第二の支持部と、
前記第一の支持部および前記第二の支持部のそれぞれに保持された一対の回転素子と、
前記一対の回転素子と前記案内部材とを互いに接触させるように付勢する付勢部材と、を有し、
前記第一の支持部は、前記可動部材および前記固定部材のうち一方における物体側の面の一部に固定され、
前記第二の支持部は、前記第一の支持部が固定された前記可動部材および前記固定部材のうちの一方に対して、像側の面の一部に固定され、
前記第一の支持部および前記第二の支持部のそれぞれの前記固定された位置により、前記光学素子の配置が決められ、
前記案内部材は、前記可動部材および前記固定部材のうち、前記第一の支持部が固定されていない部材に固定されていることを特徴とするレンズ装置。

【請求項2】

前記案内部材は、前記光軸方向に直交する断面において特定の形状を有する筒状部材を含むことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項3】

前記特定の形状は、円の形状であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。

【請求項4】

前記一対の回転素子の一対の回転軸にそれぞれ直交する第一の平面および第二の平面は、前記光軸方向に沿い、かつ互いに交差することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ装置。

【請求項5】

前記光学素子の配置は、前記光学素子の傾き偏心の状態および平行偏心の状態を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ装置。

【請求項6】

前記第一の支持部および前記第二の支持部が固定されている前記可動部材または前記固定部材は、前記第一の支持部および前記第二の支持部の前記固定された位置を決定するための基準形状を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ装置。

【請求項7】

前記第一の支持部および前記第二の支持部が固定されている前記可動部材または前記固定部材は、前記基準形状をなす基準穴が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のレンズ装置。

【請求項8】

前記固定部材に固定され、前記案内部材に沿って配された副案内部材と、
前記可動部材に固定され、前記案内部材の周りにおける前記可動部材の回転規制のための第二の回転素子と、
前記回転規制のための前記第二の回転素子と前記副案内部材とを互いに接触させるために付勢する第二の付勢部材と、を有し、
前記回転規制のための前記第二の回転素子の回転軸に直交する平面は、前記光軸方向に沿っていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレンズ装置。

【請求項9】

前記副案内部材は、磁性材料を含み、
前記回転規制のための前記第二の付勢部材は、永久磁石を含み、前記可動部材に固定されていることを特徴とする請求項８に記載のレンズ装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置により形成された像を撮る撮像素子と、を有す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、レンズ装置および撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ビデオカメラやスチルカメラ等に用いられるレンズ装置として、撮像光学系の光軸を挟んで平行に延伸して配置された二つの案内部材に沿って、レンズを保持する保持枠（移動枠または可動部材）の直動（直線運動または直線移動）を案内するものが知られている。このような構成は、大きな質量を有するレンズを直動案内するには、レンズ装置の姿勢変化による重力の影響の変化に対して安定した状態を維持しなければならない。その結果、レンズを移動させるのに、駆動抵抗が大きくなるため、大きな駆動力が必要になるとともに、細かな駆動を高精度に行うことが困難となる。特許文献１は、２本の案内ロッドと６つのボールベアリングとを有し、可動部材を小さな駆動抵抗で移動させることが可能なレンズ装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７-４９４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成では、部品の出来上がり寸法の誤差や組み込み位置の誤差、組み立ての精度等により、可動部材の位置が目標位置（設計上の位置）からずれ、光軸（基準光軸）に対して可動部材のずれ（傾き偏心（倒れ）や平行偏心を含む偏芯等）が生じうる。本発明は、例えば、可動部材の直動案内に有利なレンズ装置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】

【0005】

本発明の一側面としてのレンズ装置は、光学素子と、固定部材と、前記光学素子を保持し、前記固定部材に対して光軸方向に移動する可動部材と、前記可動部材の前記光軸方向の移動を案内する案内部材と、第一の支持部と、該第一の支持部に対して前記光軸方向において離間して配置され、且つ該第一の支持部とは別体である第二の支持部と、前記第一の支持部および前記第二の支持部のそれぞれに保持された一対の回転素子と、前記一対の回転素子と前記案内部材とを互いに接触させるように付勢する付勢部材とを有し、前記第一の支持部は、前記可動部材および前記固定部材のうち一方における物体側の面の一部に固定され、前記第二の支持部は、前記第一の支持部が固定された前記可動部材および前記固定部材のうちの一方に対して、像側の面の一部に固定され、前記第一の支持部および前記第二の支持部のそれぞれの前記固定された位置により、前記光学素子の配置が決められ、前記案内部材は、前記可動部材および前記固定部材のうち、前記第一の支持部が固定されていない部材に固定されている。

【0006】

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、例えば、可動部材の直動案内に有利なレンズ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１におけるカメラシステムの模式図である。

【図2】実施例１におけるカメラシステムのブロック図である。

【図3】実施例１における直動案内機構の構成図である。

【図4】実施例１における直動ガイドユニットの構成図である。

【図5】実施例１における直動ガイドユニットと可動鏡筒との関係の説明図である。

【図6(A)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(B)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(C)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(D)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(E)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(F)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(G)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図6(H)】実施例１における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図7】実施例１におけるメインガイドバーおよびサブガイドバー周りの説明図である。

【図8】実施例２における直動案内機構の構成図である。

【図9】実施例２における直動ガイドユニットの構成図である。

【図10】実施例２におけるメインガイドバーおよびサブガイドバー周りの説明図である。

【図11(A)】実施例２における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図11(B)】実施例２における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図11(C)】実施例２における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図11(D)】実施例２における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図11(E)】実施例２における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図12】実施例３における直動案内機構の構成図である。

【図13】実施例３における直動ガイドユニットの構成図である。

【図14(A)】実施例３における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図14(B)】実施例３における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図14(C)】実施例３における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図14(D)】実施例３における直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【図15】実施例４における直動案内機構の構成図である。

【図16(A)】実施例４における直動ガイドユニットの構成図である。

【図16(B)】実施例４における直動ガイドユニットの構成図である。

【図16(C)】実施例４における直動ガイドユニットの構成図である。

【図16(D)】実施例４における直動ガイドユニットの構成図である。

【図16(E)】実施例４における直動ガイドユニットの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

【実施例1】

【0010】

まず、図１および図２を参照して、本発明の実施例１におけるカメラシステム（撮像システム）１００について説明する。カメラシステム１００は、カメラ本体２と、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズ（レンズ装置）１とを備えて構成される。

【0011】

図１は、カメラシステム１００の模式図である。交換レンズ１は、不図示の撮像光学系および撮像光学系の少なくとも一部の光学素子を支持して駆動する構成を有する。カメラ本体２は、撮像素子２１を有する。交換レンズ１とカメラ本体２は、不図示のマウントにより機械的に一体化されている。被写体からの光束は、交換レンズ１の撮像光学系により撮像素子２１上に結像される。また交換レンズ１とカメラ本体２は、後述する電気接点により電気的に接続しており、交換レンズ１とカメラ本体２は相互に通信することで写真撮影を行う。撮像素子２１は、画素に入射した光量に比例して発生した電荷量を電圧信号に変換するＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子であり、交換レンズ１の撮像光学系により形成された像を撮る。Ｌ１０１は、撮像光学系の一部を構成する光学素子であるフォーカスレンズであり、光軸ＯＡに沿ってフォーカスレンズＬ１０１を前後に移動させることで最至近から無限遠の被写体の像を撮像素子２１上に結像させることができる。

【0012】

図２は、カメラシステム１００のブロック図である。カメラＣＰＵ２２は、マイクロコンピュータにより構成され、カメラ本体２内の各部の動作を制御する。またカメラＣＰＵ２２は、交換レンズ１の装着時には交換レンズ側の電気接点１２とカメラ本体側の電気接点２３を介して、交換レンズ１内に設けられたレンズＣＰＵ１１との通信を行う。カメラＣＰＵ２２がレンズＣＰＵ１１に送信する情報は、フォーカスレンズＬ１０１の駆動量情報などを含む。また、レンズＣＰＵ１１からカメラＣＰＵ２２に送信する情報は、撮像倍率情報などを含む。なお、電気接点１２および電気接点２３には、カメラ本体２から交換レンズ１に電源を供給するための接点も含まれている。

【0013】

電源スイッチ２４は、撮影者により操作可能なスイッチであり、カメラＣＰＵ２２の起動やカメラシステム内のアクチュエータやセンサ等への電源供給を開始するために操作される。レリーズスイッチ２５は、撮影者により操作可能なスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ２５からの信号は、カメラＣＰＵ２２に入力される。カメラＣＰＵ２２は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部２６による被写体輝度の測定と焦点検出部２７によって焦点検出が行われる。

【0014】

カメラＣＰＵ２２は、測光結果に基づいて交換レンズ１内に実装されている不図示の絞りユニットの絞り値や撮像素子２１の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。またカメラＣＰＵ２２は、焦点検出部２７による撮像光学系の焦点情報に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためにフォーカスレンズＬ１０１の駆動量を決定する。駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ１１に送信される。レンズＣＰＵ１１は、交換レンズ１の各構成部の動作を制御する。第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ２２はレンズＣＰＵ１１に対して絞り駆動命令を送信し、絞りユニットを前述のように演算した絞り値に設定させる。

【0015】

またカメラＣＰＵ２２は、露光部２８に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせ撮像素子２１を含む撮像部２９にて被写体像の露光動作を行わせる。撮像部２９（撮像素子２１）からの撮像信号は、カメラＣＰＵ２２内の信号処理部にてデジタル変換され、さらに各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号データは、画像記録部３０において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスクや光ディスク等の記録媒体に書き込まれ保存される。

【0016】

ズーム操作量検出部１８は、不図示のセンサにより不図示のズームリングの回転検出を行う。ＭＦ操作量検出部１４は、不図示のセンサにより不図示のマニュアルフォーカスリングの回転検出を行う。像振れ補正駆動部１５は、不図示の像振れ補正装置の駆動アクチュエータとその駆動回路を含む。電磁絞り駆動部１６は、カメラＣＰＵ２２からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ１１により絞りユニットを指定された絞り値相当の開口状態にする。フォーカス駆動部１７は、カメラＣＰＵ２２から送信されたフォーカス駆動量情報に応じて、不図示のフォーカス駆動手段でフォーカスレンズＬ１０１を駆動する。

【0017】

角速度検出部１３は、不図示の角速度センサを含む。角速度検出部１３は、角速度センサにより角度振れであるピッチ方向（縦回転）振れとヨー方向（横回転）振れを検出し、それぞれの角速度をレンズＣＰＵ１１に出力する。レンズＣＰＵ１１は、角速度センサからのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を積分し、それぞれの方向での角変位量を演算する。そして、レンズＣＰＵ１１は、前述のピッチ方向およびヨー方向の角変位量に応じて像振れ補正駆動部１５を制御して、像振れ補正を行う。

【0018】

次に、図３を参照して、本実施例のフォーカスレンズＬ１０１の直動案内機構の構成について説明する。図３は、本実施例の直動案内機構の構成図である。前述のように、フォーカスレンズＬ１０１は、カメラＣＰＵ２２から送信されたフォーカス駆動量情報に応じてフォーカス駆動部１７により駆動される。なお、フォーカス駆動部１７の具体的構成の説明は省略する。フォーカス駆動部１７としては、ステッピングモータや磁気回路と界磁コイルからなるいわゆるＶＣＭ、その他の駆動力を発生させてフォーカスレンズＬ１０１を駆動できるものであればよい。また、図３において、本発明に直接関係しない一部の詳細形状は省略している。

【0019】

図３（Ａ）は直動案内機構の全体の斜視図、図３（Ｂ）は分解斜視図である。フォーカスレンズＬ１０１は、光学系の全部もしくは一部を構成する光学素子である。１２１は、光学素子を保持する可動鏡筒（可動部材）である。１２２は可動鏡筒１２１の光軸方向への移動の基盤となる前側固定枠（固定部材）、１２３は後側固定枠（固定部材）である。可動鏡筒１２１は、前側固定枠１２２および後側固定枠１２３に対して光軸方向に移動する。

【0020】

１２４は、可動鏡筒１２１の移動（直動）を案内するメインガイドバー（主案内部材）である。メインガイドバー１２４は、直動の方向に直交する断面において特定の形状を有する筒状部材を含む。本実施例において、特定の形状は円の形状（円筒の棒）であるが、これに限定されるものではない。本実施例において、メインガイドバー１２４は、磁性材料（軟磁性材料）を含む。ＳＵＳ４３０等は耐食性が高く表面処理が不要であり、加工性が良好で真円度や真直度、表面粗さ等の機械的精度の高さの観点からも、メインガイドバー１２４に適して用いられる。１２５は、メインガイドバー１２４に平行に前側固定枠１２２および後側固定枠１２３に固定された同一の断面形状を延伸してなるサブガイドバー（副案内部材）であり、本実施例では円筒の棒である。サブガイドバー１２５は、前側固定枠１２２および後側固定枠１２３に固定され、メインガイドバー１２４に沿って配されている。ここで、前側固定枠１２２と後側固定枠１２３は互いに独立した部材として表現しているが、可動鏡筒１２１の移動を案内するメインガイドバー１２４とサブガイドバー１２５の両端を光軸ＯＡに平行に精度よく位置決め保持する部材であればよい。従って、前側固定枠１２２と後側固定枠１２３のいずれかが可動鏡筒１２１の外側を覆うように光軸方向に延伸した図示しない形状を有し、ビス締結等で両者は精度よく一体化されていてもよい。

【0021】

１２６は光軸方向（可動鏡筒１２１の直動の方向）に離間して配置される第一の直動ガイドユニット（第一の支持部）および第二の直動ガイドユニット（第二の支持部）であり、締結ビス１２７により可動鏡筒１２１に一体化される。なお、直動ガイドユニット１２６の詳細構成については後述する。１２８は、２極マグネットユニットであり、可動鏡筒１２１に一体化される。これは、メインガイドバー１２４と協働して付勢部材を構成するが、詳細については後述する。

【0022】

次に、図４を参照して、直動ガイドユニット１２６の構成について説明する。図４は、直動ガイドユニットの構成図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は分解斜視図、図４（Ｃ）は要部断面図をそれぞれ示す。

【0023】

１２９は支持ベースである。１３０はボールベアリング（一対の回転素子）である。ボールベアリング１３０は、周知のように、内輪１３０ａ、外輪１３０ｂ、ボールおよび保持器１３０ｃからなる。外輪１３０ｂは、内輪１３０ａに対してボールおよび保持器１３０ｃのボールの転動に伴って回転するため、駆動抵抗は極めて小さい。なお、ボールベアリング１３０の詳細な内部構造は断面図では省略している。

【0024】

１３１は軸ビスである。軸ビス１３１は、ビス頭部１３１ａ、軸部１３１ｂ、および、ネジ部１３１ｃからなる。１３２は六角ナットである。軸部１３１ｂは、ボールベアリング１３０の内輪１３０ａと支持ベース１２９の穴部１２９ａと係合し、ネジ部１３１ｃを六角ナット１３２と螺合させ締めこむことで、ボールベアリング１３０の内輪１３０ａを支持ベース１２９の所定位置に固定する。１３３は金属ワッシャーである。支持ベース１２９は、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂の成型品が好適であり、ビス頭部１３１ａで内輪１３０ａを支持ベース１２９に締め込み固定する際に金属ワッシャー１３３を間に挟むことで、内輪１３０ａの沈み込みを防ぎ緊密な固定を可能とする。

【0025】

図４（Ｃ）を参照して、メインガイドバー１２４と２個のボールベアリング１３０との関係を説明する。１３０ｄは、２個のボールベアリングの回転軸を示している。前述したように、メインガイドバー１２４は、前側固定枠１２２と後側固定枠１２３により光軸ＯＡに平行に支持されている。図４（Ｃ）は、２個のボールベアリング１３０とメインガイドバー１２４とが当接（接触）している状態の２個のボールベアリング１３０の回転軸１３０ｄを含む光軸ＯＡに垂直な平面での断面図である。回転軸１３０ｄは、光軸ＯＡと垂直な平面内にある。このため、一対のボールベアリング１３０のそれぞれの回転軸１３０ｄに垂直な第一の平面１３０ｅおよび第二の平面１３０ｆは、可動鏡筒１２１の移動方向に平行であって、かつ互いに交差する（交差点Ｐで交わる）。すなわち一対のボールベアリング１３０の一対の回転軸にそれぞれ直交する第一の平面１３０ｅおよび第二の平面１３０ｆは、直動の方向に沿い、かつ互いに交差する。より分かり易く表現すると、２個のボールベアリング１３０の外輪１３０ｂの外周面は角度をもってメインガイドバー１２４と当接しているため、安定した支持および案内が可能である。

【0026】

本実施例では、２個のボールベアリング１３０の外輪１３０ｂがメインガイドバー１２４を受けている角度は１２０度であるが、これに限定されるものではなく、他の角度であってもよい。また本実施例では、２個のボールベアリング１３０の回転軸１３０ｄは光軸方向に同一の位置に配置されているが、光軸方向にずれていてもよい。

【0027】

次に、図５を参照して、第一の直動ガイドユニット１２６と可動鏡筒１２１との関係について説明する。図５は、第一の直動ガイドユニット１２６と可動鏡筒１２１との関係の説明図である。図５（Ａ）は図４（Ａ）の直動ガイドユニット１２６の正面図に対応する背面図、図５（Ｂ）は可動鏡筒１２１との関係の説明図である。

【0028】

支持ベース１２９は、締結ビス１２７で可動鏡筒１２１に固定するための貫通穴１２９ｂを有する。締結ビス１２７の外径と貫通穴１２９ｂの内径には径差があり、必要十分な隙間を設けている。１２１ａは、直動ガイドユニット１２６の取り付け面と締結ビス１２７がねじ込まれる穴部を有するガイドユニット取り付け部である。支持ベース１２９の背面部には基準突起１２９ｃが設けられており、幅１２９ｃの平行壁を成している。可動鏡筒１２１には基準突起１２９ｃに対応して基準円筒部１２１ｂが形成されており、基準突起１２９ｃと基準円筒部１２１ｂは係合している。従って、直動ガイドユニット１２６の可動鏡筒１２１への組み込み時には、基準円筒部１２１ｂを基準として、矢印で示される並進Ｈと回転Ｒの取り付け位置の自由度を有する。すなわち直動ガイドユニット１２６は、直動の方向に直交する面の内において、固定位置の自由度を有し、直動ガイドユニット１２６の固定位置により、フォーカスレンズＬ１０１の配置が決められている。フォーカスレンズＬ１０１の配置は、フォーカスレンズＬ１０１の傾き偏心の状態および平行偏心の状態を含む。

【0029】

次に、図６（Ａ）～図６（Ｈ）を参照して、可動鏡筒１２１が保持するフォーカスレンズＬ１０１の倒れおよび偏芯を抑制して精度よく保持案内するための第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニットの組込み構成について説明する。図６は、直動ガイドユニットの組込み構成の説明図である。

【0030】

図６（Ａ）は、可動鏡筒１２１と組立て基準軸の斜視図である。Ｋ１０１は第一の組立て基準軸である。第一の組立て基準軸Ｋ１０１は、第一の軸部Ｋ１０１ａ、第二の軸部Ｋ１０１ｂ、および、フランジ部Ｋ１０１ｃからなり、各部は旋盤等で同軸度が精度良く加工されている。１２１ｃ、１２１ｄは、可動鏡筒１２１に設けられた第一の支持部および第二の支持部の固定位置を決定するための基準形状を成す基準穴である。本実施例では、基準穴１２１ｃ、１２１ｄは同径であるが、これに限定されるものではない。

【0031】

本実施例において、可動鏡筒１２１のフォーカスレンズＬ１０１の保持部に対して、基準穴１２１ｃ、１２１ｄは高精度に形成されている。第一の組立て基準軸Ｋ１０１の第一の軸部Ｋ１０１ａは可動鏡筒１２１の基準穴１２１ｃ、１２１ｄと同一径であり、第二の軸部Ｋ１０１ｂはメインガイドバー１２４と同一径である。

【0032】

図６（Ｂ）は、第一の組立て基準軸Ｋ１０１を挿入した可動鏡筒１２１と第一の直動ガイドユニット１２６の組込み前の斜視図である。可動鏡筒１２１の基準穴１２１ｃ、１２１ｄは同軸に形成されているため、第一の組立て基準軸Ｋ１０１の第一の軸部Ｋ１０１ａが両方の基準穴１２１ｃ、１２１ｄに係合することで、第二の軸部Ｋ１０１ｂはメインガイドバー１２４と同等の位置付けになる。第二の軸部Ｋ１０１ｂに直動ガイドユニット１２６の２個のボールベアリング１３０を当接させて可動鏡筒１２１に組み込むことで、図３（Ａ）のメインガイドバー１２４に対する直動ガイドユニット１２６と同等の状態にすることができる。

【0033】

図６（Ｃ）は、可動鏡筒１２１への直動ガイドユニット１２６の組込み位置決定状態の斜視図である。可動鏡筒１２１と第一の組立て基準軸Ｋ１０１は、不図示の治具で適切に固定されている。直動ガイドユニット１２６は、基準突起１２９ｃと基準円筒部１２１ｂ（図５（Ｂ）参照）とが係合して、不図示の治具で可動鏡筒１２１へ押し付けられている。この状態で下方から矢印Ｋの方向に２個のボールベアリング１３０が第二の軸部Ｋ１０１ｂに当接せしめられる。この状態を保ったままで、図６（Ｄ）に示されるように締結ビス１２７が可動鏡筒１２１にねじ込まれて直動ガイドユニット１２６はメインガイドバー１２４に対する適切な位置に固定される。図６（Ｅ）および図６（Ｆ）は、直動ガイドユニット１２６と可動鏡筒１２１が締結ビス１２７で結合された部分の断面図である。支持ベース１２９のビス止め部には内周が円錐状の縁部１２９ｄを有し、図６（Ｅ）に示されるように、締結ビス１２７のビス頭との間に略三角の空間を形成している。この空間の全周に隙間埋め接着剤１３４が充填され硬化することで、直動ガイドユニット１２６と可動鏡筒１２１との位置ずれを積極的に防止する役割を果たす。接着剤１３４としては、紫外線を照射することにより短時間で硬化するＵＶ接着剤などが適して用いられる。

【0034】

図６（Ｇ）および図６（Ｈ）は、第二の直動ガイドユニット１２６の組込み手順を示す。Ｋ１０２は、第二の組立て基準軸である。第二の組立て基準軸Ｋ１０２は、第一の軸部Ｋ１０２ａ、第二の軸部Ｋ１０２ｂ、フランジ部Ｋ１０２ｃ、および、フランジ部Ｋ１０２ｄからなり、各部は旋盤等で同軸度および直角度が精度良く加工されている。第二の組立て基準軸Ｋ１０２の第一の軸部Ｋ１０２ａは可動鏡筒１２１の基準穴１２１ｃ同一径であり、第二の軸部Ｋ１０２ｂはメインガイドバー１２４と同一径である。

【0035】

図６（Ｈ）は、第二の組立て基準軸Ｋ１０２を挿入した可動鏡筒１２１と第二の直動ガイドユニット１２６の固定前の斜視図である。第二の直動ガイド軸１２６は第二の組立て基準軸Ｋ１０２を挿入すると組込めなくなるため、事前に所定位置に投入しておく。第一の軸部Ｋ１０２ａを基準穴１２１ｃに係合させ、フランジ部Ｋ１０２ｄを可動鏡筒１２１の基準穴１２１ｃと垂直な面に当接させることで、第二の軸部Ｋ１０２ｂはメインガイドバー１２４と同等の位置付けになる。第二の直動ガイドユニット１２６を第一の直動ガイドユニット１２６と同等の手順で第二の軸部Ｋ１０２ｂに対して組み込むことで、第二の直動ガイドユニット１２６は、メインガイドバー１２４に対する適切な位置に固定される。

【0036】

次に、図７を参照して、メインガイドバー１２４およびサブガイドバー１２５周りの構成について説明する。図７は、メインガイドバー１２４およびサブガイドバー１２５周りの説明図である。図７（Ａ）は、後側固定枠１２３側から見たフォーカスレンズＬ１０１の直動案内機構の背面図である。説明のために、後側固定枠１２３を不図示としている。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のメインガイドバー１２４、フォーカスレンズＬ１０１、および、サブガイドバー１２５の中心を通るＢ-Ｂ断面図である。

【0037】

まず、図７（Ｂ）の断面図を参照して、二組の一対の回転素子と主案内部材とを当接させる付勢部材について説明する。メインガイドバー１２４は、軟磁性材料で形成された主案内部材であり、２極マグネットユニット１２８は光軸方向に２極に着磁された永久磁石１２８ａとバックヨーク１２８ｂとからなる支持用永久磁石である。詳細形状は省略するが、バックヨーク１２８ｂは、可動鏡筒１２１に挟み込み構造で固定されている。永久磁石１２８ａは、バックヨーク１２８ｂに磁気的に吸着して結合しているが、接着の追加などで可動鏡筒１２１とより強固に一体化される。メインガイドバー１２４と２極マグネットユニット１２８との磁気的吸引力により、図４（Ｃ）のように、二組の一対のボールベアリング１３０の４個がメインガイドバー１２４に当接する（付勢される）ことで可動鏡筒１２１を光軸方向に直動案内可能とする。

【0038】

図７（Ａ）において、サブガイドバー１２５には、ボールベアリング１４０が当接している。本実施例では、直動ガイドユニット１２６に組み込まれているボールベアリング１３０と同じ構成でボールベアリング１４０を軸ビス１４１、六角ナット１４２、および、金属ワッシャー１４３で、可動鏡筒１２１の部位１２１ｅに組み込む。ボールベアリング１４０は、第二の回転素子である。ボールベアリング１４０の回転軸線１４０ｄに垂直な平面は可動部材の移動方向に対して平行である。すなわち回転規制のためのボールベアリング１４０の回転軸に直交する平面は、直動の方向に沿っている。本実施例では、第二の回転素子と副案内部材とを当接（接触または付勢）させる第二の付勢部材を明示していない。前述したように、フォーカス駆動部からメインガイドバー１２４に対して可動鏡筒１２１が反時計回り方向のトルクを受けて、ボールベアリング１４０の外輪１４０ｂは、サブガイドバー１２５に当接して案内される。

【0039】

１２１ｆは、サブガイドバー１２５を挟んでボールベアリング１４０の対向側に設けられた脱落防止壁である。サブガイドバー１２５にボールベアリング１４０が当接している状態では、脱落防止壁１２１ｆはサブガイドバー１２５に対して隙間を有し、可動鏡筒１２１が時計回り方向のトルクを受けた時にストッパーとして当接する。また、図７（Ｂ）において、基準穴１２１ｃ、１２１ｄとメインガイドバー１２４との間には、通常状態では隙間を有し、外部からの衝撃力などが作用した際にはストッパーとしての役割を果たす。

【0040】

本実施例において、直動ガイドユニット（第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニット）１２６は、基準穴１２１ｃ、１２１ｄを基準として可動鏡筒１２１に精度よく固定されている。ただし、メインガイドバー１２４周りの角度位置を決めるボールベアリング１４０は種々の位置誤差要因を含むため、メインガイドバー１２４とサブガイドバー１２５の位置関係に応じてフォーカスレンズＬ１０１は許容できる範囲内で偏芯している。

【0041】

本実施例において、直動ガイドユニット（第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニット）１２６は可動鏡筒１２１に固定され、メインガイドバー１２４は前側固定枠１２２および後側固定枠１２３に固定されているが、これに限定されるものではない。直動ガイドユニット１２６を前側固定枠１２２および後側固定枠１２３に固定し、メインガイドバー１２４を可動鏡筒１２１に固定してもよい。すなわち、第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニットは可動部材（可動鏡筒１２１）または固定部材（前側固定枠１２２、後側固定枠１２３）の一方に固定され、メインガイドバー１２４は可動部材または固定部材の他方に固定されていればよい。この点は、他の実施例でも同様である。

【実施例2】

【0042】

次に、本発明の実施例２における直動案内機構（フォーカス直動案内機構）について説明する。図８は、本実施例の直動案内機構の構成図である。実施例１と同様に、フォーカス駆動部の構成については省略する。図８（Ａ）は、直動案内機構の全体の斜視図、図８（Ｂ）は分解斜視図である。フォーカスレンズＬ２０１は、光学系の全部もしくは一部を成す光学素子、２２１は光学素子を保持する可動鏡筒（可動部材）、２２２は可動鏡筒２２１の光軸方向への移動の基盤となる前側固定枠（固定部材）、２２３は後側固定枠（固定部材）である。可動鏡筒２２１は、前側固定枠２２２および後側固定枠２２３に対して光軸方向に移動する。２２４は、同一の断面形状を延伸してなり可動部材の移動を案内するメインガイドバー（主案内部材）である。２２５は、メインガイドバー２２４に平行に固定部材に固定された同一の断面形状を延伸してなるサブガイドバー（副案内部材）である。

【0043】

本実施例では、メインガイドバー２２４およびサブガイドバー２２５共に円筒の棒であり軟磁性材料からなり、ＳＵＳ４３０等は耐食性が高く表面処理が不要であり、加工性が良好で真円度や真直度、表面粗さ等の機械的精度の高さの観点からも好適である。ここで、前側固定枠２２２と後側固定枠２２３は、実施例１と同様に、不図示の形状を有し、ビス締結等で両者は精度よく一体化され、メインガイドバー２２４とサブガイドバー２２５の両端を光軸に平行に精度よく位置決め保持している。２２６は、光軸方向に離間して配置される第一の直動ガイドユニット（第一の支持部）および第二の直動ガイドユニット（第二の支持部）であり、締結ビス２２７により可動鏡筒２２１に一体化される。

【0044】

次に、図９を参照して、直動ガイドユニット２２６の構成について説明する。図９は、直動ガイドユニット２２６の構成図である。図９（Ａ）は斜視図、図９（Ｂ）は要部断面図、図９（Ｃ）は図９（Ａ）とは異なる方向視の斜視図、図９（Ｄ）は要部断面図である。

【0045】

２２９は支持ベース、２３０はボールベアリング（一対の回転素子）である。ボールベアリング２３０は、実施例１と同様に、内輪、外輪、ボールおよび保持器よりなり、駆動抵抗は極めて小さい。なお、ボールベアリング２３０の詳細な内部構造は断面図では省略している。２３１は軸ビスであり、六角ナット２３２と螺合させ締めこむことで金属ワッシャー２３３を介してボールベアリング２３０の内輪を支持ベース２２９の所定位置に固定する。

【0046】

図９（Ｂ）は、一対のボールベアリング２３０の回転軸を含む平面での直動ガイドユニット２２６の断面図である。メインガイドバー２２４とボールベアリング２３０との関係は実施例１の図４（Ｃ）におけるメインガイドバー１２４とボールベアリング１３０との関係と同様のため、その詳細な説明は省略する。２２８は２極マグネットユニットであり、直動ガイドユニット２２６に保持されている。

【0047】

図９（Ｄ）は、２極マグネットユニット２２８の位置での断面図である。２２８ａは光軸方向に２極に着磁された永久磁石、２２８ｂはバックヨークであり、支持用永久磁石を構成する。永久磁石２２８ａは、支持ベース２２９の突き当て面２２９ｄに突き当てた状態で固定されている。メインガイドバー２２４は、軟磁性材料からなり、２極マグネットユニット２２８とは磁気的に吸着力が作用している。このため、一対のボールベアリング２３０とメインガイドバー２２４は当接状態となり付勢部材を構成する。本実施例では、メインガイドバー２２４に当接するボールベアリング２３０と磁気的に結合する２極マグネットユニット２２８が支持ベース２２９に設けられている。２極マグネットユニット２２８とメインガイドバー２２４との間隔は突き当て面２２９ｄにより設定されるため、より安定した磁気吸着力の設定が可能となる。

【0048】

次に、図１０を参照して、メインガイドバー２２４およびサブガイドバー２２５周りの構成について説明する。図１０は、メインガイドバー２２４およびサブガイドバー２２５周りの説明図である。図１０（Ａ）は、後側固定枠２２３側から見たフォーカスレンズＬ２０１の直動案内機構の背面図である。説明のために、後側固定枠２２３を不図示としている。図１０（Ｂ）は、サブガイドバー２２５側からの斜視図である。図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のメインガイドバー２２４、フォーカスレンズＬ２０１およびサブガイドバー２２５の中心を通るＣ-Ｃ断面図である。

【0049】

まず、図１０（Ｃ）の断面図を参照して、二組の一対の回転素子と主案内部材とを当接させる付勢部材について説明する。メインガイドバー２２４は軟磁性材料で形成された主案内部材であり、２極マグネットユニット２２８は光軸方向に２極に着磁された永久磁石２２８ａとバックヨーク２２８ｂよりなる支持用永久磁石であり、直動ガイドユニット２２６に設けられている。メインガイドバー２２４と２極マグネットユニット２２８との磁気的吸引力により、図９（Ｂ）のように、二組の一対のボールベアリング２３０の４個がメインガイドバー２２４に当接する（付勢される）ことで、可動鏡筒２２１を光軸方向に直動案内可能とする。

【0050】

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）において、サブガイドバー２２５にはボールベアリング２４０が当接している。本実施例では、直動ガイドユニット２２６に組み込まれているボールベアリング２３０と同じ構成でボールベアリング２４０を軸ビス２４１、六角ナット２４２および金属ワッシャー２４３で可動鏡筒２２１の部位２２１ｅに組み込んでいる。ボールベアリング２４０は、第二の回転素子である。ボールベアリング２４０の回転軸線２４０ｄに垂直な平面は、可動鏡筒２２１の移動方向に対して平行である。２５０は、２極マグネットユニットである。２５０ａは光軸方向に２極に着磁された永久磁石、２５０ｂはバックヨークであり、永久磁石を構成する。永久磁石２５０ａは、バックヨーク２５０ｂが可動鏡筒２２１の挟み込み部２２１ｇにより保持されている。永久磁石２５０ａは、バックヨーク２５０ｂに磁気的に吸着して結合しているが、接着の追加などで可動鏡筒２２１とより強固に一体化される。

【0051】

サブガイドバー２２５は、磁性材料（軟磁性材料）を含み、２極マグネットユニット２５０とは磁気的に吸着力が作用している。このため、ボールベアリング２４０とサブガイドバー２２５は当接状態となり、第二の付勢部材を構成する。２２１ｆは、サブガイドバー２２５を挟んでボールベアリング２４０の対向側に設けられた脱落防止壁である。サブガイドバー２２５にボールベアリング２４０が当接している状態では、脱落防止壁２２１ｆはサブガイドバー２２５に対して隙間を有し、可動鏡筒２２１が時計回り方向のトルクを受けた時にストッパーとして当接する。本実施例では、メインガイドバー２２４に対してストッパーを設けていないが、不図示の固定部材の形状で可動鏡筒２２１の動きを規制することや、メインガイドバー２２４に対して可動鏡筒２２１に実施例１と同様のストッパー部を設けてもよい。

【0052】

次に、図１１（Ａ）～図１１（Ｅ）を参照して、可動鏡筒２２１が保持するフォーカスレンズＬ２０１の倒れおよび偏芯を抑制して精度よく保持案内するための直動ガイドユニット２２６の組込み構成について説明する。

【0053】

図１１（Ａ）は、可動鏡筒２２１と組立て基準部材の斜視図である。可動鏡筒２２１にはボールベアリング２４０が組み込まれており、フォーカスレンズＬ２０１は組み込まれていない。２２１ｈはフォーカスレンズＬ２０１が係合するレンズ係合径であり、２２１ｉはフォーカスレンズＬ２０１の光軸方向のレンズ突き当て面である。レンズ係合径２２１ｈの中心線とレンズ突き当て面２２１ｉとは直交している。Ｋ２０１は組立て基準部材である。Ｋ２０１ａはレンズ係合径２２１ｈと同一径の円筒部であり、Ｋ２０１ｂはレンズ突き当て面２２１ｉを当接させる当接面である。円筒部Ｋ２０１ａの中心線と当接面Ｋ２０１ｂとは直交している。Ｋ２０１ｃは、フォーカス直動案内機構におけるメインガイドバー２２４と位置および形状が同一のメイン基準軸である。Ｋ２０１ｄは、サブガイドバー２２５と位置および形状が同一のサブ基準軸である。

【0054】

図１１（Ｂ）は、組立て基準部材Ｋ２０１と可動鏡筒２２１とを組み合わせた状態の斜視図である。両者は円筒部Ｋ２０１ａとレンズ係合径２２１ｈとが係合し、当接面Ｋ２０１ｂとレンズ突き当て面２２１ｉとが当接している。図１１（Ｃ）は、メイン基準軸Ｋ２０１ｃの中心線、円筒部Ｋ２０１ａの中心線、および、サブ基準軸Ｋ２０１ｄの中心線での図１１（Ｂ）の断面図である。可動鏡筒２２１と組立て基準部材Ｋ２０１は、不図示の治具により当接面Ｋ２０１ｂとレンズ突き当て面２２１ｉとが当接し、円筒部Ｋ２０１ａとレンズ係合径２２１ｈとが相対回転自由な状態で適切に保持されている。本実施例において、可動鏡筒２２１のレンズ係合径２２１ｈとレンズ突き当て面２２１ｉが第一および第二の支持部の固定位置を決定するための基準形状である。レンズ係合径２２１ｈとレンズ突き当て面２２１ｉは、フォーカスレンズＬ２０１を保持する部分であるため、高い精度を有する。

【0055】

図１１（Ｄ）は、図１１（Ｂ）と同じ状態での平面図である。可動鏡筒２２１は、図示する矢印Ｓの力を受けて、ボールベアリング２４０とサブ基準軸Ｋ２０１ｄが当接している。図１１（Ｅ）は、直動ガイドユニット（第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニット）２２６の組付けの説明図である。ボールベアリング２４０をサブ基準軸サブ基準軸Ｋ２０１ｄに当接させた状態を維持しながら、直動ガイドユニット２２６を実施例１と同様の手順で可動鏡筒２２１に組み付ける。図に示されるように、直動ガイドユニット２２６を矢印Ｍの力を加えて１対のボールベアリング２３０がメイン基準軸Ｋ２０１ｃに当接した状態で支持ベース２２９を締結ビス２２７で可動鏡筒２２１に固定する。また実施例１と同様に、支持ベース２２９と締結ビス２２７のビス頭との隙間を隙間埋め接着剤２３４を充填して硬化させる。
本実施例でもメインガイドバー２２４周りの角度位置を決めるボールベアリング２４０は、可動鏡筒２２１のレンズ係合径２２１ｈに対して種々の位置誤差要因を有する。ただし、係合径２２１ｈの中心線に対して回転させてボールベアリング２４０をサブ基準軸Ｋ２０１ｄに当接させているため、種々の位置誤差要因によるフォーカスレンズＬ２０１の偏芯量は著しく軽減される。

【実施例3】

【0056】

次に、本発明の実施例３における直動案内機構（フォーカス直動案内機構）について説明する。図１２は、本実施例の直動案内機構の構成図である。実施例１と同様に、フォーカス駆動部の構成については省略する。図１２（Ａ）は、直動案内機構の全体の斜視図、図１２（Ｂ）は分解斜視図である。フォーカスレンズＬ３０１は、光学系の全部もしくは一部を成す光学素子、３２１は光学素子を保持する可動鏡筒（可動部材）、３２２は可動鏡筒３２１の光軸方向への移動の基盤となる前側固定枠（固定部材）、３２３は後側固定枠（固定部材）である。可動鏡筒３２１は、前側固定枠３２２および後側固定枠３２３に対して光軸方向に移動する。

【0057】

３２６は、光軸方向に離間して配置される第一の直動ガイドユニット（第一の支持部）および第二の直動ガイドユニット（第二の支持部）であり、締結ビス３２７により前側固定枠３２２および後側固定枠３２３に一体化される。３２２ｃは、前側固定枠３２２への支持部の固定位置を決定するための基準形状を成す基準穴である。３２３ｃは、後側固定枠３２３への支持部の固定位置を決定するための基準形状を成す基準穴である。

【0058】

３２４は同一の断面形状を延伸してなり可動部材の移動を案内するメインガイドバー（主案内部材）であり、本実施例では円筒の棒であり軟磁性材料からなる。可動鏡筒３２１に設けられた３２１ｃ、３２１ｄは、メインガイドバー３２４をフォーカスレンズＬ３０１に対して、倒れおよび偏芯を高精度に位置決めするためのガイドバー保持穴である。メインガイドバー３２４は、保持穴３２１ｃ、３２１ｄに換装され、凹み部３２１ａで可動鏡筒３２１と接着固定される。本実施例では、可動鏡筒３２１とメインガイドバー３２４は一体で光軸方向に移動する。

【0059】

３２５はメインガイドバー３２４に平行に固定部材に固定された同一の断面形状を延伸してなるサブガイドバー（副案内部材）である。ここで、前側固定枠３２２と後側固定枠３２３は、実施例１と同様に不図示の形状を有し、ビス締結等で両者は精度よく一体化されている。メインガイドバー３２４が貫通する基準穴３２２ｃと基準穴３２３ｃの中心を結ぶ仮想線は精度よく位置決めされ、サブガイドバー３２５の両端を光軸に平行に精度よく位置決め保持している。

【0060】

次に、図１３を参照して、直動ガイドユニット３２６の構成について説明する。図１３は、直動ガイドユニット３２６の構成図である。図１３（Ａ）は斜視図、図１３（Ｂ）は要部断面図、図１３（Ｃ）は図１３（Ａ）とは異なる方向視の斜視図、図１３（Ｄ）は要部断面図である。

【0061】

３２９は支持ベース、３３０はボールベアリング（一対の回転素子）である。ボールベアリング３３０は、実施例１と同様に、内輪、外輪、ボールおよび保持器よりなり、駆動抵抗は極めて小さい。なお、ボールベアリング３３０の詳細な内部構造は省略している。３３１は軸ビスであり、六角ナット３３２と螺合させ締めこむことで金属ワッシャー３３３を介してボールベアリング３３０の内輪を支持ベース３２９の所定位置に固定する。

【0062】

図１３（Ｂ）は、一対のボールベアリング３３０の回転軸を含む平面での直動ガイドユニット３２６の断面図である。メインガイドバー３２４とボールベアリング３３０との関係は、実施例１の図４（Ｃ）におけるメインガイドバー１２４とボールベアリング１３０との関係と同様であるため、その詳細な説明は省略する。３２８は、マグネットユニットであり、直動ガイドユニット３２６に保持されている。

【0063】

図１３（Ｄ）は、マグネットユニット３２８の位置での断面図である。３２８ａ、３２８ｂは永久磁石であり、着磁方向が逆に配置されている。３２８ｃはバックヨークであり、支持用永久磁石を構成する。永久磁石３２８ａ、３２８ｂは、支持ベース３２９の突き当て面３２９ｄに突き当てた状態で固定されている。メインガイドバー３２４は軟磁性材料よりなり、マグネットユニット３２８とは磁気的に吸着力が作用しているので、一対のボールベアリング３３０とメインガイドバー３２４は当接状態となり、付勢部材を構成する。本実施例では、メインガイドバー３２４に当接するボールベアリング３３０と磁気的に結合するマグネットユニット３２８が支持ベース３２９に設けられている。マグネットユニット３２８とメインガイドバー３２４との間隔は、突き当て面３２９ｄにより設定されるため、より安定した磁気吸着力の設定が可能となる。

【0064】

次に、図１４を参照して、可動鏡筒３２１が保持するフォーカスレンズＬ３０１の倒れおよび偏芯を抑制して精度よく保持案内するための直動ガイドユニット３２６の組込み構成について説明する。図１４（Ａ）は、固定枠と組立て基準軸の斜視図である。Ｋ３０１は、組立て基準軸である。組立て基準軸Ｋ３０１は、第一の軸部Ｋ３０１ａ、第二の軸部Ｋ３０１ｂ、および、フランジ部Ｋ３０１ｃからなり、各部は旋盤等で同軸度が精度良く加工されている。前側固定枠３２２は、直動ガイドユニット３２６の固定位置の基準となる基準穴３２２ｃを有する。組立て基準軸Ｋ３０１の第一の軸部Ｋ３０１ａは前側固定枠３２２の基準穴３２２ｃと同一径であり、第二の軸部Ｋ３０１ｂはメインガイドバー３２４と同一径である。

【0065】

図１４（Ｂ）は、組立て基準軸Ｋ３０１を挿入した前側固定枠３２２と第一の直動ガイドユニット３２６の組込み前の斜視図である。第一の軸部Ｋ３０１ａは前側固定枠３２２の基準穴３２２ｃと同軸に形成されている。このため、組立て基準軸Ｋ３０１の第一の軸部Ｋ３０１ａが基準穴３２２ｃに係合することで、第二の軸部Ｋ３０１ｂはメインガイドバー３２４と同等の位置付けになる。第二の軸部Ｋ３０１ｂに直動ガイドユニット３２６の２個のボールベアリング３３０を当接させて前側固定枠３２２に組み込むことで、図１２（Ａ）のメインガイドバー３２４に対する直動ガイドユニット３２６と同等の状態にすることができる。

【0066】

支持ベース３２９は、締結ビス３２７で前側固定枠３２２に固定するための貫通穴３２９ｂを有する。締結ビス３２７の外径と貫通穴３２９ｂの内径には径差があり、必要十分な隙間を設けている。３２２ａは、直動ガイドユニット３２６の取り付け面と締結ビス３２７がねじ込まれる穴部を有するガイドユニット取り付け部である。３２２ｅ、３２９ｄは、実施例１の図６（Ｅ）および図６（Ｆ）を参照して説明した直動ガイドユニットの固定を補強するための接着に関する形状であり、３２２ｅは前側固定枠３２２に設けた円錐状突起であり、３２９ｄは支持ベース３２９に設けた円錐斜面である。

【0067】

図１４（Ｃ）は、前側固定枠３２２への直動ガイドユニット３２６の組込み位置決定状態の斜視図である。前側固定枠３２２と組立て基準軸Ｋ３０１は図示しない治具で適切に固定されており、直動ガイドユニット３２６は図示しない治具で前側固定枠３２２へ押し付けられている。この状態で下方から矢印Ｋ方向に２個のボールベアリング３３０が第二の軸部Ｋ３０１ｂに当接せしめられる。この状態を保ったままで、図１４（Ｄ）に示されるように、締結ビス３２７が前側固定枠３２２にねじ込まれて直動ガイドユニット１２６はメインガイドバー３２４に対する適切な位置に固定される。円錐状突起３２２ｅと円錐面３２９ｄの作る空間に隙間埋め接着剤３３４を充填して硬化させることで、直動ガイドユニット３２６と前側固定枠３２２との位置ずれをより積極的に防止することができる。後側固定枠３２３に第二の直動ガイドユニット３２６も同様の手順で精度良く固定することで、可動鏡筒３２１の倒れおよび偏芯の精度を向上させることができる。なお、可動鏡筒３２１のメインガイドバー３２４周りの角度位置をサブガイドバー３２５で規制する構成は実施例１もしくは実施例２のいずれでもよく、他の構成でもよい。

【0068】

本実施例では、直動ガイドユニット３２６を前側固定枠３２２および後側固定枠３２３に固定するため、メインガイドバー３２４に対する光軸方向の支持部を長く設定可能であり、フォーカスレンズＬ３０１の倒れに対する精度向上に有利な構成である。

【実施例4】

【0069】

次に、本発明の実施例４における直動案内機構（フォーカス直動案内機構）について説明する。図１５は、本実施例の直動案内機構の構成図である。実施例１と同様に、フォーカス駆動部の構成については省略する。図１５（Ａ）は、直動案内機構の全体の斜視図、図１５（Ｂ）は説明のために後側固定枠を不図示にした全体の斜視図、図１５（Ｃ）は分解斜視図である。

【0070】

フォーカスレンズＬ４０１は、光学系の全部もしくは一部を構成する光学素子である。４２１は、フォーカスレンズＬ４０１を保持する可動鏡筒（可動部材）である。４２２は可動鏡筒４２１の光軸方向への移動の基盤となる前側固定枠（固定部材）、４２３は後側固定枠（固定部材）である。可動鏡筒４２１は、前側固定枠４２２および後側固定枠４２３に対して光軸方向に移動する。４２６は、光軸方向に離間して配置される第一の直動ガイドユニット（第一の支持部）および第二の直動ガイドユニット（第二の支持部）あり、締結ビス４２７により前側固定枠４２２および後側固定枠４２３に一体化される。４２２ｃは、前側固定枠４２２への支持部の固定位置を決定するための基準形状を成す基準穴である。４２３ｃは、後側固定枠４２３への支持部の固定位置を決定するための基準形状を成す基準穴である。

【0071】

４２４は、同一の断面形状を延伸してなり可動鏡筒４２１の移動を案内するメインガイドバー（主案内部材）であり、本実施例では円筒の棒である。可動鏡筒４２１に設けられた４２１ｃ、４２１ｄは、メインガイドバー４２４をフォーカスレンズＬ４０１に対して、倒れおよび偏芯を高精度に位置決めするためのガイドバー保持穴である。メインガイドバー４２４は、保持穴４２１ｃ、４２１ｄに換装され、凹み部４２１ａで可動鏡筒４２１と接着固定される。本実施例では、可動鏡筒４２１とメインガイドバー４２４は一体的に光軸方向に移動する。

【0072】

４２５は、メインガイドバー４２４に平行に固定部材に固定された同一の断面形状を延伸してなるサブガイドバー（副案内部材）である。ここで、前側固定枠４２２と後側固定枠４２３は、実施例１と同様に、不図示の形状を有し、ビス締結等で両者は精度よく一体化されている。メインガイドバー４２４が貫通する基準穴４２２ｃと基準穴４２３ｃの中心を結ぶ仮想線は精度よく位置決めされ、サブガイドバー４２５の両端を光軸に平行に精度よく位置決め保持している。

【0073】

実施例１～３では、第一の支持部および第二の支持部のそれぞれに保持される一対の回転素子と、二組の一対の回転素子と主案内部材とを当接させる付勢部材は、磁性体と磁石との磁気的吸引力である。一方、本実施例の付勢部材は、バネを用いた機械的な構成を有する。

【0074】

次に、図１６（Ａ）～図１６（Ｅ）を参照して、直動ガイドユニット４２６の構成について説明する。図１６（Ａ）～図１６（Ｅ）は、直動ガイドユニット４２６の構成図である。図１６（Ａ）は直動ガイドユニット４２６の斜視図、図１６（Ｂ）は要部断面図、図１６（Ｃ）は図１６（Ａ）の分解斜視図、図１６（Ｄ）は図１６（Ａ）とは異なる方向視の斜視図、図１３（Ｅ）は分解斜視図である。

【0075】

４２９は支持ベース、４３０はボールベアリング（一対の回転素子）である。ボールベアリング４３０は、実施例１と同様に、内輪、外輪、ボールおよび保持器よりなり、駆動抵抗は極めて小さい。ボールベアリング４３０の詳細な内部構造は断面図では省略している。４３１は軸ビスであり、六角ナット４３２と螺合させ締めこむことで金属ワッシャー４３３を介してボールベアリング４３０の内輪を支持ベース４２９の所定位置に固定する。４５９は付勢部材、４６０は付勢部材の一部を構成するボールベアリングである。ボールベアリング４６０は、ボールベアリング４３０の同じ構成で、軸ビス４６１、六角ナット４６２、および、金属ワッシャー４６３で、付勢部材４５９に組み付けられている。

【0076】

図１６（Ｂ）は、一対のボールベアリング４３０の回転軸を含む平面での直動ガイドユニット４２６の断面図である。メインガイドバー４２４とボールベアリング４３０との関係は、実施例１の図４（Ｃ）におけるメインガイドバー１２４とボールベアリング１３０との関係と同様であるため、その詳細な説明は省略する。ボールベアリング４６０は、メインガイドバー４２４が一対のボールベアリング４３０に当接するように押し付けている。この点に関して、図１６（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）を参照して更に説明する。４５８は回転軸であり、支持ベース４２９の支持穴４２９ｆに保持され、付勢部材４５９を回転穴部４５９ｂに対して揺動可能に支持している。４５７は、付勢用の圧縮コイルバネである。圧縮コイルバネ４５７は支持ベース４２９の穴部４２９ｅに収納され、付勢部材４５９の突起部４５９ｃと係合して押し上げる。従って、回転軸４５８を回転軸としてボールベアリング４６０を一対のボールベアリング４３０の方向に押し下げることで、メインガイドバー４２４が挟み込まれて保持される。

【0077】

本実施例では、実施例３と同様に、第一の直動ガイドユニットおよび第二の直動ガイドユニット４２６は、基準穴４２２ｃと基準穴４２３ｃを基準に、前側固定枠４２２および後側固定枠４２３に固定される。この点は、繰り返しになるので説明は省略する。また、サブガイドバー４２５に関連する構成も、実施例３と同様である。

【0078】

本実施例は、バネを用いた機械的な付勢部材を構成している。本実施例は直動案内機構に関し、駆動手段や位置検出手段については限定されるものではない。駆動手段としては、ＶＣＭなど磁力を駆動力発生に直接利用し周辺に漏れ磁束を発生するもの、位置検出手段では磁石の磁束変化をＭＲ素子などで検出するものなどがある。本実施例では、付勢部材として永久磁石を使わないことで駆動手段や位置検出手段の種類の選択や配置位置の制約が小さくなり全体構成の自由度が高い。

【0079】

以上のように、各実施例のレンズ装置は、光軸方向に移動する光学素子を倒れおよび偏芯を抑制して精度よく保持案内するとともに、小さな駆動抵抗で移動可能とする直動案内機構を有する。各実施例によれば、例えば、光軸方向に移動する光学素子を高精度に保持して案内するとともに、小さな駆動抵抗で移動させる点で有利なレンズ装置および撮像装置を提供することができる。

【0080】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【0081】

例えば、各実施例ではレンズ装置として交換レンズについて説明したが、本発明は、レンズ装置がカメラ本体に一体的に設けられた撮像装置や、デジタルスチルカメラおよびビデオカメラなどにも適用可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 交換レンズ（レンズ装置）
１２１ 可動鏡筒（可動部材）
１２２ 前側固定枠（固定部材）
１２３ 後側固定枠（固定部材）
１２４ メインガイドバー（主案内部材）
１２６ 直動ガイドユニット（第一の支持部、第二の支持部）
１２８ ２極マグネットユニット（付勢部材）
１３０ ボールベアリング（一対の回転素子）
Ｌ１０１ フォーカスレンズ（光学素子）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6(A)】

【図6(B)】

【図6(C)】

【図6(D)】

【図6(E)】

【図6(F)】

【図6(G)】

【図6(H)】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11(A)】

【図11(B)】

【図11(C)】

【図11(D)】

【図11(E)】

【図12】

【図13】

【図14(A)】

【図14(B)】

【図14(C)】

【図14(D)】

【図15】

【図16(A)】

【図16(B)】

【図16(C)】

【図16(D)】

【図16(E)】