JP4937636B2

JP4937636B2 - 光学機器の遮光構造

Info

Publication number: JP4937636B2
Application number: JP2006138154A
Authority: JP
Inventors: 耕太宮; 友輔水原
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: US7702238B2; US20070269204A1; JP2007310099A

Description

本発明は、光学機器の遮光構造に関する。

カメラなどの光学機器においては、光路内の有害な反射光を遮断するべく様々な遮光構造が提案されている。例えば、反射部位に黒色の艶消し塗装（反射防止塗装）を施したり植毛紙を貼付する遮光構造が知られている。また特許文献１のように、光軸と直交する方向に突出する独自の遮光部材（フレアカッター）を設ける構造がある。

ところが、構造上の制約から、以上のような遮光構造を設けることが難しい場合や、十分な遮光効果を得にくい場合がある。このような例として、光軸方向に相対移動して互いのオーバーラップ量を変化させる第１と第２の相対移動部材１１、１２を図１と図２に示す。図１は光学機器の使用状態、図２は非使用状態を示しており、図中におけるＯＡは光学系の光軸、ＣＦは像面である。

光学機器の非使用状態では、図２に示すように、第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２のほとんどの領域が互いに重なっている。一方、光学機器を使用する状態では、第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２は互いのオーバーラップ量を小さくするように相対移動して図１に示す位置関係になる。このように使用状態と非使用状態でオーバーラップ量を異ならせる相対移動部材を備えた光学機器として、例えばコンパクトカメラのレンズ鏡筒が良く知られている。そして、図１の使用状態では、第１相対移動部材１１の光軸側内面１１ａの一部が光路側（光軸ＯＡ側）に露出しており、同図に矢印で示すように、この光軸側内面１１ａによる反射光が像面ＣＦに入射して害を及ぼすおそれがある。

第１相対移動部材１１の内面反射を抑えるためには、光軸側内面１１ａ上に反射防止塗装を施す、あるいは植毛紙を貼付する、といった対策が考えられる。しかし、第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２の間隔が狭いと、光軸側内面１１ａ上に設けた反射防止塗装や植毛紙が第２相対移動部材１２と干渉するおそれがある。例えば、植毛紙は薄いものでも１００μｍから２００μｍ程度の厚さを有するので、第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２の間隔が数十μｍ程度と狭い場合、第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２の相対移動の繰り返しによって負荷がかかり剥がれてしまったり、相対移動時の抵抗となってしまう可能性がある。また反射防止塗装は、特に筆塗りでの塗布の場合に膜厚管理が難しく、これも第１相対移動部材１１と第２相対移動部材１２の間隔が狭い場合の遮光構造としては適さない。さらに、光軸側内面１１ａに対してほぼ全反射してしまうほど大きな入射角で光が入射した場合には、反射防止塗装を施してあっても十分な遮光効果が得られないおそれがある。

内面反射を抑える別の手法として、第１相対移動部材１１の後端部に環状の遮光用部材を設けてもよいが、全体構造が大型化、煩雑化してしまうデメリットがある。また、第１相対移動部材１１の後端位置では、光路を正しく通る正規光線と内面反射光線が重複して内面反射光線のみ遮光することが難しく、この位置に遮光部材を設けることが適さない場合がある。また、第１相対移動部材１１の後端部も摺動部になっている場合、当該後端部に遮光部材を設けること自体が難しい。
特開平１１-３０５０９８号公報

本発明は、コンパクトな構造でありながら遮光性能に優れた、光学機器の遮光構造を提供することを目的とする。

本発明は、光軸と平行な方向に相対摺動可能に嵌合する外径側嵌合部と内径側嵌合部を一方と他方に有し、この外径側嵌合部と内径側嵌合部の相対摺動によって光軸と平行な方向に相対移動する第１と第２の相対移動部材を備えた光学機器の遮光構造に関するものである。外径側嵌合部と内径側嵌合部は互いに光軸を中心とする径方向に対向しており、外径側嵌合部に形成され光軸を中心とする径方向の外径側に位置する外側対向面と、内径側嵌合部に形成され光軸を中心とする径方向の内径側に位置する内側対向面を有する。外側対向面と内側対向面は、外径側嵌合部と内径側嵌合部の相対摺動によって光軸と平行な方向における互いのオーバーラップ量を変化させる。外径側嵌合部の外側対向面には薄板状の遮光部材が支持される。この遮光部材は、外径側嵌合部の外側対向面に固定される固定部と、自由状態で固定部に対して光軸に接近する内径方向に突出する形状をなし、該突出状態から外径側嵌合部の外側対向面に接近する外径方向に弾性変形可能な弾性変形遮光部とを有する。外径側嵌合部の外側対向面は、内径側嵌合部の内側対向面に対する外側対向面のオーバーラップ量が大きいときに該内側対向面と径方向に対向し、内側対向面に対する外側対向面のオーバーラップ量が小さくなると該内側対向面と径方向に対向せず内径側に露出するオーバーラップ切替領域を有している。そして、遮光部材の弾性変形遮光部はオーバーラップ切替領域に沿う光軸方向位置にあり、オーバーラップ切替領域が内側対向面と径方向に対向しない状態で、弾性変形遮光部が外側対向面から離れて内径側に向けて立ち上がる遮光壁形状となる。また、オーバーラップ切替領域が内側対向面と径方向に対向する状態になると、遮光部材の弾性変形遮光部が内側対向面に当接して外径側嵌合部の外側対向面に接近する外径方向に弾性変形されて外側対向面と内側対向面の間に収納される。

遮光部材の弾性変形遮光部は、遮光部材の一部を弧状に湾曲させて形成してもよいし、あるいは遮光部材の一部を折り曲げて形成してもよい。

遮光部材の弾性変形遮光部は、光軸と平行な方向の像面側に進むにつれて徐々に外径側嵌合部の外側対向面から内径側への突出量を大きくするように傾斜されているとよい。

以上の本発明によれば、コンパクトで遮光性能に優れた遮光構造を得ることができる。

図３及び図４に示す直進案内部材（第１の相対移動部材）２１とレンズ保持部材（第２の相対移動部材）２２は、コンパクトカメラのレンズ鏡筒を構成する部材である。直進案内部材２１はカメラ本体に対する回転が規制されており、レンズ保持部材２２は、撮影光学系（図示省略）を構成する複数のレンズ群のうちの一部を保持している。レンズ保持部材２２の外周面上には、撮影光学系の光軸ＯＡと略平行な３つの長溝（嵌合部、内径側嵌合部）２２ａが形成されている。直進案内部材２１は、光軸ＯＡを囲む環状部から前方に向けて３つのガイドキー（嵌合部、外径側嵌合部）２１ａを突出させており、それぞれのガイドキー２１ａが長溝２２ａに挿入される。ガイドキー２１ａと長溝２２ａは光軸ＯＡと平行な方向に相対移動可能に嵌合され、この嵌合関係によって、直進案内部材２１に対するレンズ保持部材２２の回転が規制される。つまり、レンズ保持部材２２は直進案内部材２１によって光軸ＯＡ方向に直進案内されている。

直進案内部材２１のひとつのガイドキー２１ａの光軸側内面（外側対向面）２１ｂには、遮光片（遮光部材）２３が取り付けられる。図５に示すように、遮光片２３はガイドキー２１ａと略同幅の細長矩形の薄板状部材であり、直進案内部材２１とは別体の成形品として形成されている。図７及び図８に示すように、遮光片２３の板厚はガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂと長溝２２ａの底面（内側対向面）２２ｂの間隔よりも薄い極薄厚に設定されている。遮光片２３は、光軸側内面２１ｂと略平行をなす平板状の固定部２３ａと、該固定部２３ａに対して弧状に曲げられた湾曲起立部（弾性変形遮光部）２３ｂを有していて、図６のように湾曲起立部２３ｂを光軸方向後方へ向けた状態で、固定部２３ａがガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂに対して固定される。固定部２３ａの固定には、両面テープや接着など適当な手段を用いる。この固定状態で遮光片２３の湾曲起立部２３ｂは、光軸方向後方に進むにつれてガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂから徐々に離れて内径方向への突出量を大きくする（光軸ＯＡに近づく）立ち上がり形状となる。湾曲起立部２３ｂは弾性変形性を有し、自由状態では図７のような立ち上がり形状をなしているが、図８のように外径方向へ押圧されると、光軸側内面２１ｂに接近する方向（外径方向）に弾性変形することができる。このような弾性変形性を備える材質としてはステンレスや銅系材などの金属や合成樹脂が適しているが、遮光片２３の材質はこれに限定されない。また、遮光片２３の表面材質は、摺動抵抗が小さい乾式潤滑グレードのものが用いられる。さらに遮光片２３の表面には、反射を低減させるための艶消しの黒色塗装が施されている。

図７はレンズ鏡筒の撮影状態におけるガイドキー２１ａと長溝２２ａの相対位置関係を示す断面図で、図８は同レンズ鏡筒の収納状態（非撮影状態）におけるガイドキー２１ａと長溝２２ａの相対位置関係を示す断面図である。撮影状態と収納状態とに切り替わるとき直進案内部材２１とレンズ保持部材２２は光軸ＯＡと平行な方向に相対移動し、図８の鏡筒収納状態では、光軸ＯＡと平行な方向におけるガイドキー２１ａ（光軸側内面２１ｂ）と長溝２２ａ（底面２２ｂ）のオーバーラップ量が大きくなり、図７の撮影状態では、光軸ＯＡと平行な方向におけるガイドキー２１ａ（光軸側内面２１ｂ）と長溝２２ａ（底面２２ｂ）のオーバーラップ量が小さくなる。図７及び図８に示すように、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂは、光軸ＯＡと平行な方向における長溝２２ａの底面２２ｂとのオーバーラップ量が大きいときに該底面２２ｂと径方向に対向し、長溝２２ａの底面２２ｂとのオーバーラップ量が小さくなると該底面２２ｂと径方向に対向せずに内径側（光軸ＯＡ側）に露出するオーバーラップ切替領域を有しており、遮光片２３の湾曲起立部２３ｂは、この光軸側内面２１ｂにおけるオーバーラップ切替領域に沿う光軸方向位置に配されている。

図７の撮影状態では、長溝２２ａはガイドキー２１ａに対して相対的に前方（被写体側）に移動されており、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂの露出部分（長溝２２ａの底面２２ｂと対向していない状態の前述のオーバーラップ切替領域）を遮光片２３が覆った状態となる。このとき湾曲起立部２３ｂは、レンズ保持部材２２に規制されることなく光軸ＯＡに接近する内径側に立ち上がった自由状態に維持されている。この湾曲起立部２３ｂの立ち上がり状態では、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂ方向へ進む光は、図７に矢印で示すように湾曲起立部２３ｂによって像面側へ進まないようにカットされる。つまり、湾曲起立部２３ｂがガイドキー２１ａの内面反射を防ぐ遮光壁として機能する。この遮光状態における光軸側内面２１ｂからの湾曲起立部２３ｂの突出高さｈ（図７）は、撮影光路を正しく通る光線にケラレが生じないように設定されている。なお、遮光片２３自体が極薄であり、かつ湾曲起立部２３ｂが斜め後方に向けて延出されているため、湾曲起立部２３ｂの端面２３ｃにおいて像面側へ向かうような光の反射はほとんど生じず、画質に実質的な影響を及ぼすことはない。

図７の撮影状態から図８の収納状態になると、湾曲起立部２３ｂが長溝２２ａの底面２２ｂに当接してガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂに近づく外径方向に弾性変形され、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂ（長溝２２ａの底面２２ｂと対向した状態にある前述のオーバーラップ切替領域）と長溝２２ａの底面２２ｂの間に湾曲起立部２３ｂが収納される。このとき、自由状態に戻ろうとする湾曲起立部２３ｂの弾性応力が作用するが、遮光片２３が極薄の部材であること、その表面の潤滑性が高いこと、湾曲起立部２３ｂが斜め後方に向けて緩やかに湾曲した形状であることなどによって、ガイドキー２１ａと長溝２２ａの相対移動に対して遮光片２３（湾曲起立部２３ｂ）が与える負荷は極めて小さいものに抑えられる。逆に、図８の収納状態から図７の撮影状態になるときには、長溝２２ａがガイドキー２１ａに対して光軸方向前方に相対移動することによって湾曲起立部２３ｂを押さえていた規制が解除されるので、湾曲起立部２３ｂが自然に元の立ち上がり形状に復帰し、前述した遮光性能を発揮することができる。

以上のように、本実施形態の遮光構造では、ガイドキー２１ａと長溝２２ａの間に極薄板状の遮光片２３を設け、光軸ＯＡと平行な方向におけるガイドキー２１ａ（光軸側内面２１ｂ）と長溝２２ａ（底面２２ｂ）のオーバーラップ量が小さい撮影状態では、遮光片２３の湾曲起立部２３ｂが光軸ＯＡに接近する内径側に立ち上がってガイドキー２１ａの内面反射光を遮り、光軸ＯＡと平行な方向におけるガイドキー２１ａ（光軸側内面２１ｂ）と長溝２２ａ（底面２２ｂ）のオーバーラップ量が大きい収納状態では、湾曲起立部２３ｂが平坦に近付くように外径側に弾性変形されて、遮光片２３全体がガイドキー２１ａと長溝２２ａの間に収納される。遮光片２３は、植毛紙に比して薄く形成することができ、また膜厚管理が難しい手塗りによる反射防止塗装に比べて高精度に厚みを設定することができる。そのため、遮光片２３は、直進案内部材２１やレンズ保持部材２２と干渉することなく、ガイドキー２１ａと長溝２２ａの間の狭い隙間に容易に配設することができる。また、遮光片２３の湾曲起立部２３ｂは、ガイドキー２１ａと長溝２２ａのオーバーラップ量の変化に応じて弾性変形し、収納状態では直進案内部材２１とレンズ保持部材２２の間のスペースに収納され、遮光性が要求される撮影状態時にのみ必要なだけ突出されるので、スペース効率が良い。また、極薄板状の湾曲起立部２３ｂは容易に弾性変形させることができるので、直進案内部材２１とレンズ保持部材２２の相対移動に対して与える抵抗は極めて小さく抑えることができる。また、遮光状態では遮光片２３の湾曲起立部２３ｂが光軸ＯＡに接近する内径側に立ち上がった立体的な遮光壁形状となるため、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂに対する光の入射角が大きい場合でも、像面側への内面反射を確実に防止して高い遮光性能を得ることができる。また、遮光片２３を単独で形成してからガイドキー２１ａに固定する構造であるため、塗布や乾燥に手間のかかる反射防止塗装などに比して生産性が高い。遮光片２３自体も成形容易な形状である。また、遮光片２３の湾曲起立部２３ｂは、弧状に湾曲した形状なので、弾性変形時に特定の箇所に応力が集中せず、経年劣化しにくいという利点もある。

なお、遮光片２３における湾曲起立部２３ｂの遮光状態での高さ（固定部２３ａに対する立ち上げ角度や、固定部２３ａから端部２３ｃまでの長さ）は、前述のように撮影光路を正しく通る光線にケラレが生じない範囲内であれば、必要とされる遮光性能に応じて任意に設定することができる。

図９は本発明の異なる実施形態を示す。図９に示す遮光片（遮光部材）３３は、ガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂに固定される平板状の固定部３３ａと、該固定部３３ａに対して折り曲げ部３３ｃで折り曲げられて形成された折曲起立部（弾性変形遮光部）３３ｂを有し、先の実施形態の湾曲起立部２３ｂとは異なり、折曲起立部３３ｂは湾曲しない直線（平板）状に形成されている。湾曲起立部２３ｂと同様に折曲起立部３３ｂは、撮影状態（図９）ではガイドキー２１ａの光軸側内面２１ｂにおける反射光を像面側に到達させない遮光壁として機能する。図示しないが、収納状態では、折曲起立部３３ｂが長溝２２ａの底面２２ｂに当接して光軸側内面２１ｂに接近する外径方向に弾性変形され、図８の湾曲起立部２３ｂと同様に直進案内部材２１（光軸側内面２１ｂ）とレンズ保持部材２２（底面２２ｂ）の間に収納される。

以上、図示実施形態を参照して本発明の遮光構造を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態はレンズ鏡筒の構成部材における内面反射の防止構造に適用したものであるが、本発明の遮光構造は、レンズ鏡筒以外の光学機器にも適用可能である。

相対移動部材を有する光学機器における内面反射の発生状況の一例を示す断面図である。図１の光学機器において第１と第２の相対移動部材のオーバーラップ量が大きくなった状態を示す断面図である。本発明の遮光構造を適用したレンズ鏡筒の直進案内部材、レンズ保持部材及び遮光片の分解状態の斜視図である。図３の分解状態から遮光片を直進案内部材のガイドキーに取り付けた状態を示す斜視図である。図３の分解状態における遮光片とガイドキーの拡大斜視図である。図４の取付状態における遮光片とガイドキーの拡大斜視図である。レンズ鏡筒の撮影状態における遮光片の遮光機能を示す、直進案内部材（ガイドキー）、レンズ保持部材及び遮光片の断面図である。レンズ鏡筒の収納状態における遮光片の弾性変形状態を示す、直進案内部材（ガイドキー）、レンズ保持部材及び遮光片の断面図である。本発明の異なる実施形態を示す、直進案内部材（ガイドキー）、レンズ保持部材及び遮光片の断面図である。

符号の説明

２１直進案内部材（第１の相対移動部材）
２１ａガイドキー（嵌合部、外径側嵌合部）
２１ｂガイドキーの光軸側内面（外側対向面）
２２レンズ保持部材（第２の相対移動部材）
２２ａ長溝（嵌合部、内径側嵌合部）
２２ｂ長溝の底面（内側対向面）
２３遮光片（遮光部材）
２３ａ固定部
２３ｂ湾曲起立部（弾性変形遮光部）
２３ｃ湾曲起立部の端面
３３遮光片（遮光部材）
３３ａ固定部
３３ｂ折曲起立部（弾性変形遮光部）
３３ｃ折り曲げ部

Claims

光軸と平行な方向に相対摺動可能に嵌合する外径側嵌合部と内径側嵌合部を一方と他方に有し、該外径側嵌合部と内径側嵌合部の相対摺動によって光軸と平行な方向に相対移動する第１と第２の相対移動部材；
光軸を中心とする径方向に対向し、前記外径側嵌合部と前記内径側嵌合部の前記相対摺動によって光軸と平行な方向における互いのオーバーラップ量を変化させる、前記外径側嵌合部に形成され光軸を中心とする径方向の外径側に位置する外側対向面と、前記内径側嵌合部に形成され光軸を中心とする径方向の内径側に位置する内側対向面；及び
前記外径側嵌合部の前記外側対向面に固定される固定部と、自由状態で前記固定部に対して光軸に接近する内径方向に突出する形状をなし、該突出状態から前記外径側嵌合部の前記外側対向面に接近する方向に弾性変形可能な弾性変形遮光部とを有する薄板状の遮光部材；
を備え、
前記外径側嵌合部の前記外側対向面は、前記内径側嵌合部の前記内側対向面に対する前記外側対向面の前記オーバーラップ量が大きいときに該内側対向面と径方向に対向し、前記内側対向面に対する前記外側対向面の前記オーバーラップ量が小さくなると該内側対向面と径方向に対向せず内径側に露出するオーバーラップ切替領域を有すること；及び
前記遮光部材の弾性変形遮光部は前記オーバーラップ切替領域に沿う光軸方向位置にあり、前記オーバーラップ切替領域が前記内側対向面と径方向に対向しない状態で、前記弾性変形遮光部が前記外側対向面から離れて内径側に向けて立ち上がる遮光壁形状となり、前記オーバーラップ切替領域が前記内側対向面と径方向に対向する状態で、前記弾性変形遮光部が前記内側対向面に当接して前記外側対向面に接近する外径方向に弾性変形されて前記外側対向面と前記内側対向面の間に収納されること；
を特徴とする光学機器の遮光構造。
請求項１記載の光学機器の遮光構造において、前記弾性変形遮光部は遮光部材の一部を弧状に湾曲させて形成されている光学機器の遮光構造。
請求項１記載の光学機器の遮光構造において、前記弾性変形遮光部は遮光部材の一部を折り曲げて形成されている光学機器の遮光構造。
請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学機器の遮光構造において、前記遮光部材の弾性変形遮光部は、光軸と平行な方向の像面側に進むにつれて徐々に前記外径側嵌合部の前記外側対向面から内径側への突出量を大きくするように傾斜している光学機器の遮光構造。