JP2006113418A

JP2006113418A - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP2006113418A
Application number: JP2004302424A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ikui; 明宏生井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】薄型化を達成しつつ、カム筒とのヘリコイド作用によりヘリコイド筒を光軸方向に正常に移動させる。
【解決手段】カム筒４に形成されるメスヘリコイド４ｄが、当該レンズ鏡筒の第１の状態から第２の状態までの部分と第２の状態から第３の状態までの部分のリードを変化させて形成（４ｄ_１，４ｄ_２）されているとともに、オスヘリコイド筒の外壁に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイド７ａの一箇所あたりのオスヘリコイドが２条とされており、レンズ鏡筒駆動時に、２条のオスヘリコイドと係合する２条のメスヘリコイドは、そのうちの１条のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合する構造となっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、カメラに好適なレンズ鏡筒に関するものである。

従来、ズーム鏡筒の小型化、部品点数の削減等を目的として、一つのカム筒に、オスヘリコイドを有する１群レンズの繰り出しのためのメスヘリコイドと、カムピンを有する２群レンズ繰り出しのためのカム溝を、その溝の深さを変えて形成したものが提案（特許文献１）されている。

また、一つのカム筒にヘリコイドとカムとを有するレンズ鏡筒において、ヘリコイドを、ズームレンズ鏡筒の沈胴状態からワイド状態に駆動する部分とワイド状態からテレ状態に駆動する部分とで異なるリードを与えた形状にしたものが提案（特許文献２）されている。
特開平３−２０９４４５号公報特開２０００−２４９８９１号公報

ところで、上記レンズ鏡筒の更なる薄型化を達成するために、上記の特許文献１と特許文献２に開示の構成を組み合わせたレンズ鏡筒、つまり、一つのカム筒に、１群レンズの繰り出しのためのメスヘリコイドと２群レンズ繰り出しのためのカム溝を、その溝の深さを変えて交差するように形成し、且つ、ヘリコイドを、ズームレンズ鏡筒の沈胴状態からワイド状態に駆動する部分とワイド状態からテレ状態に駆動する部分とで異なるリードを与えた形状とし、沈胴長を極力短くしたレンズ鏡筒とすることが考えられる。しかしながら、上記のように沈胴長を極力短くした場合、オスヘリコイド１条あたりの前後方向の太さが細くなり、該オスヘリコイドがカム領域を交差する際に該交差する部分でメスヘリコイドから脱落してしまうという問題があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、薄型化を達成しつつ、カム筒とのヘリコイド作用によりオスヘリコイド筒を光軸方向に正常に移動させることのできるレンズ鏡筒を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明によれば、メスヘリコイドとカムとが溝の深さを変えて内壁に交差して形成されたカム筒と、レンズを保持するとともに外壁に前記メスヘリコイドに結合するオスヘリコイドが形成されて前記カム筒の回転によるヘリコイド作用により光軸方向に移動するオスヘリコイド筒と、前記オスヘリコイド筒のレンズとは異なるレンズを保持するとともに外壁に前記カムに係合するカムピンが設けられて前記カム筒の回転によるカム作用により光軸方向に移動するレンズ保持部材と、を有するレンズ鏡筒において、前記カム筒に形成される前記メスヘリコイドが、当該レンズ鏡筒の第１の状態から第２の状態までの部分と第２の状態から第３の状態までの部分のリードを変化させて形成されているとともに、前記オスヘリコイド筒の外壁に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイドの一箇所あたりのオスヘリコイドが２条以上のｎ条とされており、レンズ鏡筒駆動時に、ｎ条のオスヘリコイドと係合するメスヘリコイドは、そのうちの一部のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合する構造となっているレンズ鏡筒とするものである。

同じく上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、メスヘリコイドとカムとが溝の深さを変えて内壁に交差して形成されたカム筒と、１群レンズを保持するとともに外壁に前記メスヘリコイドに結合するオスヘリコイドが形成されて前記カム筒の回転によるヘリコイド作用により光軸方向に移動するオスヘリコイド筒と、２群レンズを保持するとともに外壁に前記カムに係合するカムピンが設けられて前記カム筒の回転によるカム作用により光軸方向に移動するレンズ保持部材と、を有するレンズ鏡筒において、前記カム筒に形成される前記メスヘリコイドが、当該レンズ鏡筒の沈胴状態から広角状態までの部分と広角状態から望遠状態までの部分のリードを変化させて形成されているとともに、前記オスヘリコイド筒の外壁に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイドの一箇所あたりのオスヘリコイドが２条以上とされており、レンズ鏡筒駆動時に、２条以上のオスヘリコイドとそれぞれ係合するメスヘリコイドは、そのうちの一部のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合する構造となっているレンズ鏡筒とするものである。

本発明によれば、薄型化を達成しつつ、カム筒とのヘリコイド作用によりオスヘリコイド筒を光軸方向に正常に移動させることができるレンズ鏡筒を提供できるものである。

以下の実施例に示す通りである。

図１〜図４は本発明の一実施例に係わるカメラのズームレンズ鏡筒を示す図であり、図１はズームレンズ鏡筒のテレ（望遠）状態での断面図、図２はズームレンズ鏡筒のワイド（広角）状態での断面図、図３はズームレンズ鏡筒の沈胴状態での断面図、図４はズームレンズ鏡筒に具備されるカム筒の内面部分展開図である。

先ず、図１〜図３を用いてズームレンズ鏡筒の構成について説明する。

これらの図において、１は図示しないカメラ本体に固定される固定筒であり、内周にオスヘリコイド１ａ（図３参照）を有している。２は後方端部２ａにメスヘリコイド２ｄ（図３参照）を有する駆動筒であり、固定筒１の内周のオスヘリコイド１ａと係合して、回転によりカメラ前後方向（図中、左右方向）に移動可能となっている。この駆動筒２は、メスヘリコイド２ｄの部分にギアを有しており、図示しない駆動ギアと係合し、駆動力を付与されている。３は直進キーであり、駆動筒２の後方の溝部２ｂ（図３参照）と直進キー３のバヨネット爪部３ａとが結合し、駆動筒２に回転可能に取り付けられ、固定筒１に設けられた直進溝１ｂに係合して回転を規制され、駆動筒２とともにカメラ前後方向に移動可能となっている。４はカム筒であり、駆動筒２の内周に配置され、駆動筒２の内周のキー溝２ｃと係合する突起部４ａを有し、駆動筒２とともに回転し、かつカメラ前後方向に移動可能となっている。

５は直進ガイド筒であり、カム筒４の後方の溝部４ｂと該直進ガイド筒５のバヨネット爪部５ａとが結合し、カム筒４に回転可能に取り付けられている。直進ガイド筒５は、さらに内部のキー溝５ｂ（図１参照）が前述の直進キー３と係合し、回転を規制され、またその外周にはピン６が固着され、駆動筒２の内周の螺旋カム２ｅ（図１参照）と係合し、駆動筒２の回転によりカメラ前後方向に直進動作する。７はその外周後方にオスヘリコイド７ａを有する１群筒であり、カム筒４の内周のメスヘリコイド４ｄと結合し、またその内周にはキー溝７ｂがあって、直進ガイド筒５の突起５ｃと係合して回転を規制されており、カム筒４の回転によりカメラ前後方向に直進動作する。この１群筒７が本発明のオスヘリコイド筒に相当するものである。８は１群撮影レンズ９，１０が取り付けられた１群ホルダーであり、１群筒７に固着され、該１群筒７と一体に作動する。

１３は２群撮影レンズ１１，１２が取り付けられた２群ホルダーであり、その腕部１３ａが直進ガイド筒５と摺動可能に係合して回転を規制され、その腕部１３ａの先端がカム筒４の２群カム４ｃと係合してカム筒４の回転によりカメラ前後方向に移動する。腕部１３ａは１２０°の位相間隔で３本、２群ホルダー１３に設けられている。１４は２群ホルダー１３の片寄せバネ、１５，１６，１７は遮光のためのゴムリング、１８は１群筒７の蓋、１９はシャッターユニットである。

次に、上記カム筒４について、図４の内面部分展開図を用いて説明する。

図４において、４ｃは２群ホルダー１３を駆動する２群カム（溝）であり、１２０°（図４参照）の位相間隔で３本同一形状のものが配置されている。１３ａ_１〜１３ａ_５は２群ホルダー１３の腕部１３ａの位置を示すものであり、１３ａ_１は沈胴位置、１３ａ_２はワイド無限位置、１３ａ_３はワイド至近位置、１３ａ_４はテレ至近位置、１３ａ_５はテレ無限位置を、それぞれ示している。２群カム４ｃはズーム駆動動作中にフォーカス動作も行う、所謂ステップズーム方式のカムとなっており、被写体距離に応じてワイド無限位置１３ａ_２の位置からワイド至近位置１３ａ_３の間にズームを停止させ、この状態で撮影動作が行われる。本実施例では５箇所（図４の４Ｘ１〜４Ｘ５）にフォーカスカムを設けている。

４ｄはメスヘリコイドであり、カム筒４の前述した２群カム４ｃと同一面に、図１に示すように、深さを変えて形成されている。メスヘリコイド４ｄは、４ｄ_１で示す範囲と、４ｄ_２で示す範囲でリードを変化させた形状となっており、図４に示すように、６０°の位相間隔で６組配置されている。メスヘリコイド４ｄの４ｄ_１で示す範囲は、沈胴状態からワイド待機状態へ移動する際、１群撮影レンズ９，１０の移動量を大きく取るためにリードを大きく取った範囲であり、４ｄ_２で示す範囲は、ズーム動作、フォーカス動作で作動する範囲を示している。

７ａは１群筒７のオスヘリコイドであり、１群筒７の外周に６０°の位相間隔で６箇所に２条づつ設けられており、メスヘリコイド４ｄの４ｄ_１で示す範囲では、２条のオスヘリコイド７ａは２条ともメスヘリコイド４ｄの１条と係合（７ａ_１も参照）しており、４ｄ_２で示す範囲では、メスヘリコイド４ｄの別々の２条とそれぞれ係合（７ａ_２参照）するように構成されている。さらに、４ａ_２で示す範囲において、オスヘリコイド７ａと係合するメスヘリコイド４ｄの２条のうちの１条（図４で下側の１条）は、オスヘリコイド７ａの隣り合う（図４で右側）他のオスヘリコイド７ａの２条のうちの１条（図４で上側の１条）とも係合（７ａ_２参照）する形状となっている。

次に、ズームレンズ鏡筒の作動について説明する。

まず、図３に示す沈胴状態から図２に示すワイド状態に移動する際、本実施例では沈胴状態で光軸方向の厚みが極力薄くなるようにレンズ鏡筒を構成しているため、従来より１群撮影レンズ９，１０の移動量（図３→図２→図１）が大きく取られている。これに対し、２群撮影レンズ１１，１２は、本実施例のような２群ズームタイプの撮影光学系ではワイド状態で間隔が開く構成（図２参照）となるため、１群撮影レンズ９，１０に対しては移動量が少ない。このことにより、カム筒４の移動量は２群撮影レンズ１１，１２の移動量に制約され、移動量を大きく取れず、１群撮影レンズ９，１０の移動量は、カム筒４のメスヘリコイド４ｄの沈胴状態からワイド状態に移動する４ｄ_１で示す範囲のリードを大きく立てることによって確保せざるをえなくなる。

さらにこれにより、ワイド状態まで移動した位置７ａ_２を見ても明らかなように、撮影動作でのフォーカス動作の２群のカム形状をカム筒の前方に形成するために該カム筒４の回転角を確保するには、メスヘリコイド４ｄはリードの寝た形状（カム筒上におけるヘリコイドの傾きが光軸と直交する方向に近づくように傾くことを意味する）になる。これは従来の方式では、オスヘリコイドの形状は７ａに示す形状の片側１本の形状となり、沈胴状態からワイド状態にオスヘリコイドが移動する際、オスヘリコイド７ａ_１に示す位置で、深さを変えて形成された２群カム４ｃと交差する場合に、オスヘリコイドが脱落することになるが、本実施例では、オスヘリコイドを光軸方向に２条に分割配置し、これを６０°の位相間隔で６組配置しているので、２条のオスヘリコイド７ａが６組全て同時に２群カム４ｃへ脱落することは無い。これにより、前述した図示しない駆動ギアが回転すると、駆動筒２及びカム筒４が回転し、オスヘリコイド７ａは図４に示す７ａ_２の位置まで繰り出されて、ズームレンズ鏡筒を、図３に示す沈胴状態から図２に示すワイド状態に移動させることができる。

以下に、２条のオスヘリコイドにすることでなぜ脱落しなくなるか、また薄型化のレンズ鏡筒になるかについて、詳しく説明する。

１条でオスヘリコイドをつくると、深さを変えて形成された２群カム４ｃと交差する場所で、オスヘリコイドが２群カム４ｃへ脱落してしまい、メスヘリコイドに係合できなくなる。また、沈胴状態からワイド待機状態に移動する際、ヘリコイドからの脱落を防止するためだけであれば、一箇所当たり２条としているオスヘリコイドを結合して従来例と同様に光軸方向に大きくすれば良いが、ワイド状態からテレ状態に移動する部分の前後方向の移動量が小さいため、光軸方向に大きいオスヘリコイドでは、メスヘリコイドの光軸方向の幅が大きくなり、メスヘリコイドを形成できない。このため、オスヘリコイドを２条にしている。

さらに詳しくは、２群タイプの撮影光学系でズームレンズ鏡筒を構成した際、沈胴状態からワイド状態に作動する時、２群撮影レンズの移動量によってカム筒の移動量が規制され大きく取れない。このカム筒の移動量で１群鏡筒（１群撮影レンズ）の移動量を大きく取らなければならない。このため、１群撮影レンズを作動させる複合ヘリコイドの、沈胴状態からワイド状態に移動する部分のヘリコイドの移動量を大きくしたい。カム筒には２群撮影レンズの２群カムと１群撮影レンズの複合ヘリコイドは深さを変えて構成されているが、カム筒に２群撮影レンズのワイド状態からテレ状態に作動させる２群カムでステップズーム（ズーム作動中にフォーカス動作も行うもの）を構成するにはカム筒の回転角度を大きく確保しなければならない。このため、ワイド状態からテレ状態に１群レンズを移動させる複合ヘリコイドの部分について、沈胴状態からワイド状態までの移動量を大きく取ってしまったため、薄型鏡筒ではワイド状態からテレ状態までの前後方向の移動量が少なくなってしまい、ワイド状態からテレ状態までのへリコイドが寝てしまう（カム筒上におけるヘリコイドの傾きが光軸と直交する方向に近づくように傾くことを意味する）。ヘリコイドが寝てしまうと、オスヘリコイド１条あたりの光軸方向の太さが細くなってしまう。細いオスヘリコイドでカム筒に２群撮影レンズの２群カムと１群撮影レンズの複合ヘリコイドを深さを変えて構成したときに、沈胴状態からワイド状態に移動する際、複合ヘリコイドが２群カムと交差する場所（図４のクロスハッチング部分）で、オスヘリコイドが脱落し、メスヘリコイドと係合することができなくなる。

これを防ぐ目的で、本実施例では２条のオスヘリコイド７ａを光軸方向に分割配置し、光軸方向に幅の大きなヘリコイドと同様に複合ヘリコイドが２群カム４ｃと交差する場所でのオスヘリコイド７ａとメスヘリコイド４ｄとの光軸方向の掛量を増して脱落を防ぎつつ、鏡筒全長の短い、薄型化（小型化）のレンズ鏡筒を実現可能にしている。つまり、７ａ_１の位置ではオスヘリコイド７ａのうちの図４での上側の１条は係合しているので、他のオスヘリコイドが２群カム４ｃと交差して、ヘリコイド結合がされていなくとも、問題なく作動する。さらに、４ｄ_２の範囲では、オスヘリコイド７ａのうちの図４での下側の１条が係合するメスヘリコイド４ｄには、同時に図４の右隣りのオスヘリコイド７ａのうちの図４での上側の１条が係合する。したがって、４ｄ_２の範囲のメスヘリコイド４ｄの数を、１条のメスヘリコイド４ｄに係合するオスヘリコイド７ａの数の分減らすことができる。図４では６０°の位相間隔でメスヘリコイド４ｄが配置されているので、通常の考えでは、４ｄ_２の範囲ではメスヘリコイド４ｄが１２条となるが、本実施例によれば６条で済み、薄型化することができる。

図２のワイド状態から図１のテレ状態に移動する際には、前述した図示しない駆動ギアがさらに回転し、駆動筒２及びカム筒４が回転し、１群撮影レンズ９，１０はカム筒４のメスヘリコイド４ｄの４ｄ_２にて示す範囲で繰り出しされ、２群撮影レンズ１１，１２は、カム筒４の２群カム４ｃによって、１群撮影レンズ９，１０との間隔を変えながら繰り出される。

上記実施例によれば、メスヘリコイド４ｄと２群カム４ｃとが溝の深さを変えて内壁に交差して形成されたカム筒４と、１群ホルダー８を介して１群撮影レンズ９，１０を保持するとともに外壁に前記メスヘリコイド４ｄに結合するオスヘリコイド７ａが形成されて前記カム筒４の回転によるヘリコイド作用により光軸方向に移動する１群筒７と、２群撮影レンズ１１，１２を保持するとともに外壁に前記２群カム４ｃに係合する腕部１３ａが設けられて前記カム筒４の回転によるカム作用により光軸方向に移動する２群ホルダー１３とを有するレンズ鏡筒に関し、カム筒４に形成されるメスヘリコイド４ｄを、当該レンズ鏡筒の沈胴状態からワイド状態までの部分とワイド状態からテレ状態までの部分のリードを変化させて形成するとともに、１群筒７の外周に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイド７ａの一箇所あたりのオスヘリコイドを２条（もしくは３条以上でも良い）とし、レンズ駆動時に、２条のオスヘリコイド７ａと係合する２条のメスヘリコイド４ｄは、そのうちの１条が他の位相に配置されたオスヘリコイド７ａとも係合する構造にしている。

詳しくは、レンズ鏡筒駆動時に、２条のオスヘリコイド７ａと係合するメスヘリコイド４ｄは、カム筒４が沈胴状態からワイド状態に移動する際には、１条のメスヘリコイド（４ｄ_１の範囲）と係合し、ワイド状態からテレ状態に移動する際には、２条のメスヘリコイド（４ｄ_２の範囲）と係合するとともに、そのうちの一部のメスヘリコイド４ｄが他の位相に配置されたオスヘリコイド７ａとも係合する構造にしている。

よって、上記実施例によれば、従来のズームレンズ鏡筒をさらに薄型化したズームレンズ鏡筒としつつ、カム筒４とのヘリコイド作用により１群筒７を光軸方向に正常に移動させることができる。

本発明の一実施例に係わるズームレンズ鏡筒のテレ状態を示す断面図である。本発明の一実施例に係わるズームレンズ鏡筒のワイド状態を示す断面図である。本発明の一実施例に係わるズームレンズ鏡筒の沈胴状態を示す断面図である。本発明の一実施例に係わるズームレンズ鏡筒に具備されるカム筒の内面部分展開図である。

符号の説明

１固定筒
２駆動筒
３直進キー
４カム筒
４ｃ２群カム（溝）
４ｄメスヘリコイド
５直進ガイド筒
７１群筒
７ａオスヘリコイド
８１群ホルダー
１３２群ホルダー

Claims

メスヘリコイドとカムとが溝の深さを変えて内壁に交差して形成されたカム筒と、
レンズを保持するとともに外壁に前記メスヘリコイドに結合するオスヘリコイドが形成されて前記カム筒の回転によるヘリコイド作用により光軸方向に移動するオスヘリコイド筒と、
前記オスヘリコイド筒のレンズとは異なるレンズを保持するとともに外壁に前記カムに係合するカムピンが設けられて前記カム筒の回転によるカム作用により光軸方向に移動するレンズ保持部材と、
を有するレンズ鏡筒において、
前記カム筒に形成される前記メスヘリコイドが、当該レンズ鏡筒の第１の状態から第２の状態までの部分と第２の状態から第３の状態までの部分のリードを変化させて形成されているとともに、前記オスヘリコイド筒の外壁に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイドの一箇所あたりのオスヘリコイドが２条以上のｎ条とされており、
レンズ鏡筒駆動時に、ｎ条のオスヘリコイドと係合するメスヘリコイドは、そのうちの一部のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合する構造となっていることを特徴とするレンズ鏡筒。
レンズ鏡筒駆動時に、前記ｎ条のオスヘリコイドは、前記カム筒が前記第１の状態から前記第２の状態に移動する際には、１条のメスヘリコイドと係合し、前記第２の位置から前記第３の位置に移動する際には、ｎ条のメスヘリコイドと係合するとともに、前記ｎ条のメスヘリコイドのうちの（ｎ−１）条以下が他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
メスヘリコイドとカムとが溝の深さを変えて内壁に交差して形成されたカム筒と、
１群レンズを保持するとともに外壁に前記メスヘリコイドに結合するオスヘリコイドが形成されて前記カム筒の回転によるヘリコイド作用により光軸方向に移動するオスヘリコイド筒と、
２群レンズを保持するとともに外壁に前記カムに係合するカムピンが設けられて前記カム筒の回転によるカム作用により光軸方向に移動するレンズ保持部材と、
を有するレンズ鏡筒において、
前記カム筒に形成される前記メスヘリコイドが、当該レンズ鏡筒の沈胴状態から広角状態までの部分と広角状態から望遠状態までの部分のリードを変化させて形成されているとともに、前記オスヘリコイド筒の外壁に位相を変えて複数配置されたオスヘリコイドの一箇所あたりのオスヘリコイドが２条以上とされており、
レンズ鏡筒駆動時に、２条以上のオスヘリコイドとそれぞれ係合するメスヘリコイドは、そのうちの一部のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合する構造となっていることを特徴とするレンズ鏡筒。
レンズ鏡筒駆動時に、前記２条以上のオスヘリコイドは、前記カム筒が前記沈胴状態から前記広角状態に移動する際には、１条のメスヘリコイドと係合し、前記広角状態から前記望遠状態に移動する際には、２条以上のメスヘリコイドと係合するとともに、そのうちの一部のメスヘリコイドが他の位相に配置されたオスヘリコイドとも係合することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。