JP2005172953A - レンズ鏡筒およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 導入部およびカム部を交差させても、レンズ保持部材の駆動を安定して行うことができるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】 それぞれ光軸方向に移動可能な第１および第２のレンズ保持部材（３００、４００）と、第１および第２のレンズ保持部材をそれぞれ光軸方向に駆動するための第１および第２のカム部が形成されたカム部材（１００）とを有し、第１のカム部には、撮影に使用される第１の駆動領域と撮影に使用されない第２の駆動領域とが形成され、カム部材には、第１のカム部に第１のレンズ保持部材を係合させるための第１の導入部と、第２のカム部に第２のレンズ保持部材を係合させるための第２の導入部とが形成され、かつ第２の導入部は第１のカム部との交差部を有し、交差部は、第２の駆動領域内に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒およびカメラに関するものである。

従来、複数のレンズ群を１つの鏡筒で駆動する構成において、レンズ群を鏡筒内に導入するための導入部をレンズ群の数に応じた分だけ設けると、鏡筒の強度が低下したり、レンズ群を駆動するためのカム溝の設計自由度が低下したりする。そこで、これらの弊害を避けるために、レンズ群の導入部を同一位相に設けた構成のレンズ鏡筒がある（例えば、特許文献１参照）。

また、複数のレンズ群の駆動カム溝が交差して光学性能が低下してしまうのを避けるために、レンズ群導入部から最も離れたレンズ群を駆動するカム溝を他のカム溝と干渉しない領域まで回避するように構成されたレンズ鏡筒がある（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−２１１２９２号公報 特開２００１−１８３５６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、複数のカム溝が干渉しない状態、即ち鏡筒の回転量が少ない場合にしか利用できないという問題点がある。いわゆるステップズーム方式のレンズ鏡筒は、撮影可能なポジション数（ズームポジションの数）を増加させるために、鏡筒の回転量（回転角度）を多く設定する必要があるが、この回転量を多くすればカム溝同士が干渉してしまうという問題点がある。

また、特許文献２に記載の構成では、各レンズ群を駆動するカム溝同士の間に干渉回避用のカム溝を形成するだけのスペースが必要となり、レンズ鏡筒が大型化したり、光学設計の自由度が低下したりするという問題点がある。

本発明のレンズ鏡筒は、それぞれ光軸方向に移動可能な第１および第２のレンズ保持部材と、第１および第２のレンズ保持部材をそれぞれ光軸方向に駆動するための第１および第２のカム部が形成されたカム部材とを有し、第１のカム部には、撮影に使用される第１の駆動領域と撮影に使用されない第２の駆動領域とが形成され、カム部材には、第１のカム部に第１のレンズ保持部材を係合させるための第１の導入部と、第２のカム部に第２のレンズ保持部材を係合させるための第２の導入部とが形成され、かつ第２の導入部は第１のカム部との交差部を有し、交差部は、第２の駆動領域内に設けられていることを特徴とする。

上記のレンズ鏡筒は、該レンズ鏡筒からの光束を光電変換する撮像素子を有するカメラに設けることができる。

本発明によれば、第１のカム部および第２の導入部が交差する交差部を有していても、この交差部を第１のカム部のうち撮影に使用されない第２の駆動領域内に設けることで、撮影を行う際に、第１のカム部のうち第１の駆動領域によって第１のレンズ保持部材を安定して駆動することができる。しかも、交差部を有することで、第１および第２のカム部の設計の自由度を高めることができる。

第１のカム部に、第１の駆動領域と第２の駆動領域とを交互に形成することで、例えば、ズーミングおよびフォーカシングを交互に行う、いわゆるステップズームタイプのレンズ鏡筒に本発明を適用することができる。すなわち、交差部を有することで、カム部材の動作量（例えば、回転量）を増やすことができ、ズームポジションを増やすことができる。

第２の駆動領域に、第１の駆動領域に移動する第１のレンズ保持部材と第１のカム部との係合関係を調整するための第３の駆動領域を設定し、交差部を、第２の駆動領域内であって第３の駆動領域外に設ければ、第１のカム部によって第１のレンズ保持部材を駆動する際に、第１のレンズ保持部材の交差部を通過する回数を少なくすることができる。

第１および第２の導入部を、カム部材の同一端部から第１および第２のカム部に繋げ、かつ第１の導入部と第２の導入部の一部とを相互に重ねることにより、カム部材における第１の導入部および第２の導入部の形成スペースを小さくすることができる。

カム部材の厚さ方向において、第１のカム部および第１の導入部の寸法と、第２のカム部および第２の導入部の寸法とを異ならせることで、第１のカム部に係合する第１のレンズ保持部材が、交差部において第２の導入部に誤って係合してしまうのを防止することができる。具体的には、第２のカム部および第２の導入部の寸法を、第１のカム部および第１の導入部の寸法よりも小さくすることにより、第１のカム部および第２の導入部との間（交差部）に、段差を生じさせ、第１のカム部の駆動領域を確保することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

図７は、本発明の実施例１であるレンズ鏡筒を備えたカメラの概略断面図である。同図において、本実施例のレンズ鏡筒１内には、撮影光学系を構成する複数のレンズ群が配置されており、このレンズ鏡筒１は、カメラ本体２に備え付けられている。レンズ鏡筒１内を通過した被写体光束は、カメラ本体２内に設けられたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子３で受光される。

撮像素子３は被写体光を光電変換して、この電気信号を蓄積するとともに、蓄積した電荷を画像信号として出力する。撮像素子３の出力信号は、カメラ本体２内に設けられた信号処理回路において所定の処理（色処理等）が施された後、カメラ本体２に設けられた表示部に撮影画像として表示されたり、記録媒体に記録されたりする。

図１は、本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の分解斜視図である。同図において、第１の鏡筒（カム部材）１００は、この内周面に第１のレンズ群（不図示）を保持する第１保持部材（第１のレンズ保持部材）３００と第２のレンズ群（不図示）を保持する第２保持部材（第２のレンズ保持部材）４００を光軸方向に駆動するためのカム溝部を有している。また、第１の鏡筒１００内には、第２の鏡筒２００が収納される。

第１の鏡筒１００と第２の鏡筒２００は、光軸周りにおいて相対回転可能に構成されているとともに、光軸方向にはそれぞれ移動できないように構成されている。

第２の鏡筒２００の先端には、第３のレンズ群を保持する第３保持部材５００が固定されている。

第１の鏡筒１００および第２の鏡筒２００のうち一方を光軸周りで固定し、他方を光軸周りに回転させると、第１保持部材３００および第２保持部材４００は、第１の鏡筒１００の内周面に形成されたカム溝部との係合作用によって光軸方向に移動可能となる。本実施例では、第１の鏡筒１００を光軸周りに回転させ、第２の鏡筒２００を固定した構成としている。すなわち、第１の鏡筒１００は、不図示の動力伝達機構を介して駆動源６００と連結されており、駆動源６００からの駆動力を受けることにより、図１の矢印Ｘで示すように光軸周りに回転可能となる。なお、第１の鏡筒１００を光軸周りで固定し、第２の鏡筒２００を光軸周りに回転させる構成としてもよい。

図２は、本実施例であるレンズ鏡筒の外観斜視図であって、図１で説明した部材を組み立てた状態を示す。

第２の鏡筒２００の外周後端部にはヘリコイド２０２が設けられており、このヘリコイド２０２は、不図示の鏡筒部材の内周面に形成されたヘリコイドと係合している。そして、第２の鏡筒２００は、上記の鏡筒部材との係合作用によって光軸方向に駆動される。

第２の鏡筒２００の外周であって、ヘリコイド２０２の近傍には、複数のバヨネット爪２０３が設けられており、これらのバヨネット爪２０３が第１の鏡筒１００に係合することで、第２の鏡筒２００および第１の鏡筒は光軸周りに相対的に回転可能となるとともに、光軸方向に一体的に移動可能となっている。

第１保持部材３００および第２保持部材４００は、第２の鏡筒２００に対して結像面側（ヘリコイド２０２側）から組み込みことができるようになっている。すなわち、第２の鏡筒２００の内周面のうちヘリコイド２０２が形成された領域と対向する領域には、光軸方向（第２の鏡筒２００の長手方向）に延びる溝部２０４が、周方向３箇所に形成されている。そして、これらの溝部２０４に対して、第１保持部材３００の外周に設けられた駆動ピン３０１や第２保持部材４００の外周に設けられた駆動ピン４０１を、位相を合わせた状態で挿入させることで、第１保持部材３００および第２保持部材４００を第２の鏡筒２００内に組み込むことができる。

ここで、溝部２０４と同じ位相角度には、第２の鏡筒２００の光軸方向に延びる直進穴部２０１が設けられているため、各駆動ピン３０１、４０１は、同一の直進穴部２０１に係合することになる。

また、図２では不図示であるが、第２の鏡筒２００の外周側には第１の鏡筒１００が配置されることになるが、第１の鏡筒１００の像面側端部には、後述するように導入溝部（１０３）が形成されている。この導入溝部に第１保持部材３００の駆動ピン３０１や第２保持部材４００の駆動ピン４０１を挿入させることによって、後述するように駆動ピン３０１、４０１を第１の鏡筒１００の内周面に形成されたカム溝部に係合させることができる。

上述した構成において、第１の鏡筒１００が駆動源からの駆動力を受けて光軸周りに回転すると、第１保持部材３００の駆動ピン３０１と、第２保持部材４００の駆動ピン４０１とが第１の鏡筒１００の内周面に形成されたカム溝部からの回転力を受ける。

ここで、駆動ピン３０１、３０４は、第２の鏡筒２００に設けられた直進穴部２０１に係合して光軸周りの回転が阻止されているため、第１の鏡筒１００のカム溝部に沿って移動し、カム溝部のカムリフトに応じた量だけ光軸方向に移動することになる。これにより、第１保持部材（第１のレンズ群）３００および第２保持部材（第２のレンズ群）４００が光軸方向に移動することになる。

図３は、第１の鏡筒１００の断面斜視図である。

同図において、第１の鏡筒１００の内周面には、第１保持部材（第１のレンズ群）３００を駆動するための第１のカム溝部（第１のカム部）１０１と、第２保持部材（第２のレンズ群）４００を駆動するための第２のカム溝部（第２のカム部）１０２とが設けられている。また、第１の鏡筒１００の後端部には、上述したように、駆動ピン３０１および駆動ピン４０１を同一位相で組み込むための第１の導入溝部（第１の導入部）１０３が設けられている。

駆動ピン４０１を第２のカム溝部１０２に導くための第２の導入溝部（第２の導入部）１０４は、この一部が第１の導入溝部１０３と重複している。また、ポイントＡ１は、第２の導入溝部１０４と、第１のカム溝部１０１とが交差するポイントである。

図４は、第１の鏡筒１００の内面展開図である。本実施例のレンズ鏡筒は、所謂ステップズーム方式のレンズ鏡筒に対して適用されるものであり、カム溝部１０１、１０２は、変倍領域と焦点調節領域とを交互に繰り返す階段状のカム溝形状となっている。なお、カム溝部１０１、１０２の形状は、図４に示す形状に限定されるものではなく、ズーミングおよびフォーカシングを交互に行うことができれば、いかなる形状であってもよい。例えば、第１のカム溝部１０１を図４に示すような形状とし、第２のカム溝部１０２を直線的な形状としてもよい。

本実施例のレンズ鏡筒において、第１保持部材３００および第２保持部材４００のそれぞれには、上述したように、この周方向において１２０°の角度範囲をもって３本の駆動ピン３０１、４０１が設けられている。このため、カム溝部１０１、１０２は、駆動ピン３０１、４０１の数に応じた数（３本）だけ第１の鏡筒１００の内周面に形成されている。

ここで、本実施例のレンズ鏡筒が撮影可能な状態にある場合において、第１保持部材（第１のレンズ群）３００は、第１のカム溝部１０１のうちワイド位置１０１Ｗとテレ位置１０１Ｔとの間で移動可能となる。このワイド位置１０１Ｗおよびテレ位置１０１Ｔ間の領域が、撮影領域となる。そして、第１のカム溝部１０１のうちワイド位置１０１Ｗよりも先端側の領域が、レンズ鏡筒がカメラ本体内に収納された状態（沈胴状態）にあるときに駆動ピン３０１が移動する領域（沈胴領域）となる。

また、第２保持部材（第２のレンズ群）４００は、第２のカム溝部１０２のうちワイド位置１０２Ｗとテレ位置１０２Ｔとの間で移動可能となる。このワイド位置１０２Ｗおよびテレ位置１０２Ｔ間の領域が、撮影領域となる。そして、第２のカム溝部１０２のうちワイド位置１０２Ｗよりも先端側の領域が、レンズ鏡筒が沈胴状態にあるときに駆動ピン４０１が移動する領域（沈胴領域）となる。

第１保持部材３００および第２保持部材４００を、上述した撮影領域および沈胴領域の間を移動させるためには、第１の鏡筒１００を光軸周りに２００°以上回転させる必要がある。

図５は、第１のカム溝部１０１と第２の導入溝部１０４とが交差するポイントＡ１付近の詳細図である。

ポイントＡ１は、第１のカム溝部１０１において、撮影動作を行う際に使用される第１の領域（焦点調節領域、第１の駆動領域）Ｂ１と第２の領域（焦点調節領域、第１の駆動領域）Ｂ２との間に位置する変倍動作に用いられる領域（変倍領域、第２の駆動領域）Ｃ内に設けられている。変倍領域Ｃは、段階的なズーミングを行う際に使用される領域であって、撮影動作を行う際には用いられない領域である。
また、ポイントＡ１は、変倍領域Ｃのうち、第２の領域Ｂ２に対する撮影待機位置であるポイントＡ２よりも第１の領域Ｂ１に近い位置に設けられている。

本実施例では、レンズ鏡筒の駆動を行う際に、第１保持部材３００（第２保持部材４００）の第１のカム溝部１０１（第２のカム溝１０２）に対する片寄せを行っている。すなわち、レンズ鏡筒をワイド側からテレ側に駆動する場合には、図５において駆動ピン３０１が撮影待機位置Ａ２を一旦通り過ぎてから再び撮影待機位置Ａ２まで戻るように第１の鏡筒１００の駆動制御を行っている。一方、レンズ鏡筒をテレ側からワイド側に駆動する場合には、図５において駆動ピン３０１が撮影待機位置Ａ２に到達した時点で第１の鏡筒１００の駆動制御を停止させるようにしている。

このような片寄せ動作を行うことによって、駆動ピン３０１および第１のカム溝部１０１の係合ガタによる影響を考慮に入れた状態で、レンズ群の光軸方向における位置精度を高めることができる。

ここで、上述したポイントＡ１は、変倍領域Ｃのうち片寄せ動作に使用される領域以外の領域Ｃ’、すなわち、上述した片寄せ動作の際に駆動ピン３０１が撮影待機位置Ａ２を一旦通り過ぎてから再び撮影待機位置Ａ２に戻るまでの往復領域（第３の駆動領域）以外の領域Ｃ’内に設けられている。
レンズ鏡筒を変倍動作させる場合には、駆動ピン３０１が領域Ｂ１と領域Ｂ２との間を移動し、変倍動作を行うたびにポイントＡ１を通過することになる。ここで、本実施例では、上述したように変倍領域Ｃのうち上記往復領域以外の領域内にポイントＡ１を設けているため、駆動ピン３０１がポイントＡ１を通過する回数を少なくさせることができる。

一方、駆動ピン４０１は、第１の鏡筒１００内への組み込み時にのみポイントＡ１を通過するだけであり、レンズ鏡筒が撮影状態および沈胴状態にあるときには、ポイントＡ１を通過することはなく、ポイントＡ１におけるカム溝部の交差による影響を受けない。

ここで、図６に示すように、第１のカム溝部１０１の溝深さＬ１０１（第１の鏡筒１００の厚さ方向における長さ）は、第２のカム溝部１０２の溝深さＬ１０２（第１の鏡筒１００の厚さ方向における長さ）よりも深く（Ｌ１０１＞Ｌ１０２）形成されている。また、第１の導入溝部１０３の溝深さは第１のカム溝部１０１の溝深さと略等しくなっており、第２の導入溝部１０４の溝深さは第２のカム溝部１０２の溝深さと略等しくなっている。

しかも、第１のカム溝部１０１に係合する駆動ピン３０１は、第１のカム溝部１０１の溝形状に略沿った形状に形成されている。

このため、駆動ピン３０１は、第１のカム溝部１０１よりも溝の浅い第２のカム溝部１０２に入り込むことはない。すなわち、レンズ鏡筒の変倍動作に応じて、駆動ピン３０１が第１のカム溝部１０１におけるポイントＡ１を通過するとき、第１のカム溝部１０１および第２のカム溝部１０２の段差（溝深さの違い）によって第２のカム溝部１０２に入り込むことはなく、第１のカム溝部１０１に沿って移動するようになる。

また、第２の領域Ｂ２（特定のズームポジション）で撮影を行う場合には、まず駆動ピン３０１（第１保持部材３００）が撮影待機位置Ａ２で待機しており、撮影時（焦点調節時）に撮影待機位置Ａ２から第２の領域Ｂ２内に移動することになる。このとき、駆動ピン３０１は、ポイントＡ１を通過しないため、撮影動作（駆動ピン３０１の移動）に影響を与えることはない。

第１の領域Ｂ１で撮影を行う場合には、ポイントＡ３で示す位置が撮影待機位置となる。ここで、焦点調節時には、駆動ピン３０１が撮影待機位置Ａ３から第１の領域Ｂ１内に移動することになるが、ポイントＡ１を通過することがないため、駆動ピン３０１の動作に影響を与えることはなく、ポイントＡ１以外の領域において駆動ピン３０１のカム駆動を安定して行うことができる。

本発明の実施例１であるレンズ鏡筒の分解斜視図。 実施例１であるレンズ鏡筒の一部を示す外観斜視図。 第１の鏡筒の断面斜視図。 第１の鏡筒の内面展開図。 第１の鏡筒の内面展開図であって、この一部を拡大して示した図。 第１のカム溝部および第２のカム溝部の断面図。 実施例１におけるカメラの概略断面図。

符号の説明

１００：第１の鏡筒
１０１：第１のカム溝部
１０１Ｗ：第１のカム溝部のＷＩＤＥ位置
１０１Ｔ：第１のカム溝部のＴＥＬＥ位置
１０２：第２のカム溝部
１０２Ｗ：第２のカム溝部のＷＩＤＥ位置
１０２Ｔ：第２のカム溝部のＴＥＬＥ位置
１０３：第１の導入溝部
１０４：第２の導入溝部
２００：第２の鏡筒
２０１：直進溝部
２０２：ヘリコイド
２０３：バヨネット爪
３００：第１保持部材
３０１：駆動ピン
４００：第２保持部材
４０１：駆動ピン
５００：第３保持部材

Claims (7)

1. それぞれ光軸方向に移動可能な第１および第２のレンズ保持部材と、
   前記第１および第２のレンズ保持部材をそれぞれ光軸方向に駆動するための第１および第２のカム部が形成されたカム部材とを有し、
   前記第１のカム部には、撮影に使用される第１の駆動領域と撮影に使用されない第２の駆動領域とが形成され、
   前記カム部材には、前記第１のカム部に前記第１のレンズ保持部材を係合させるための第１の導入部と、前記第２のカム部に前記第２のレンズ保持部材を係合させるための第２の導入部とが形成され、かつ前記第２の導入部は前記第１のカム部との交差部を有し、
   前記交差部は、前記第２の駆動領域内に設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記第１のカム部には、前記第１の駆動領域と前記第２の駆動領域とが交互に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第２の駆動領域には、前記第１の駆動領域に移動する前記第１のレンズ保持部材と前記第１のカム部との係合関係を調整するための第３の駆動領域が設定されており、
   前記交差部は、前記第２の駆動領域内であって前記第３の駆動領域外に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記第１および第２の導入部は、前記カム部材の同一端部から前記第１および第２のカム部に繋がり、かつ前記第１の導入部と前記第２の導入部の一部とが相互に重なっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒。
5. 前記カム部材の厚さ方向において、前記第１のカム部および第１の導入部の寸法と、前記第２のカム部および第２の導入部の寸法とが異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒。
6. 前記第２のカム部および第２の導入部の前記寸法が、前記第１のカム部および第１の導入部の前記寸法よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡筒。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒と、
   該レンズ鏡筒からの光束を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とするカメラ。
   
   
   
   

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