JP2006220898A

JP2006220898A - レンズ鏡胴

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Publication number: JP2006220898A
Application number: JP2005034001A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Motome; 成男本目
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: US7324291B2; JP4793674B2; US20060176587A1

Abstract

【課題】駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝がカム溝を分断するよう横切って配置されても、円滑に作動させることができる、信頼性の高いレンズ鏡胴を得る。
【解決手段】固定胴の内周面に、撮影領域の少なくとも一部で使用する第１のカム溝と、撮影不可領域の少なくとも一部で使用する第２のカム溝とが形成され、カム筒の外周面には第１のカム溝に係合する第１のカムピンと、第２のカム溝に係合する第２のカムピンが形成されているレンズ鏡胴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラに搭載される撮影レンズに用いられる沈胴式のレンズ鏡胴に関するものである。

従来より、カメラにおいては、撮影に使用しない時には携帯時の利便性を優れたものとするべく、撮影光学系を構成する光学要素であるレンズ群の間隔を縮めて薄型に収納する、所謂沈胴式のレンズ鏡胴を採用したカメラが一般的となっている。

これら沈胴式のレンズ鏡胴として、内周面にカム溝が形成された固定胴と、外周面に固定胴のカム溝に係合するカムピンが形成され、内周面にカム溝を有し回動かつ光軸方向移動自在に支持されたカム筒と、カム筒のカム溝に係合するカムピンを有するレンズ保持部材とで構成され、カム筒は回動により、レンズ保持部材を光軸方向へ相対的に移動させて変倍及び沈胴を行うものが、一般的である。

このような構成の例として、固定胴に形成されたカム溝のうち、沈胴時に使用される領域の溝の深さを、撮影時に使用される領域の溝の深さより浅くしたレンズ鏡胴が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−４３３３６号公報

上記特許文献１に記載されたレンズ鏡胴に示されているように、固定胴にはカム筒を回転させるための駆動ギアが配置される切り欠き部及び直進ガイドが係合する直進ガイド溝が形成され、これらはカム溝を避けた位置に配置されるのが一般的であった。

しかしながら、条件によっては、駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝が、固定胴に形成されたカム溝を分断するように配置しなくてはならない場合がある。

例えば、カム筒が単純に沈胴位置から最前方へ繰り出され、最前方で回転してズーミングを行う構成ではなく、カム筒の繰り出し途中に固定胴のカム溝が緩やかな傾斜で円周方向に延びて設定される場合には、駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝が、固定胴のカム溝を分断するように配置しなくてはならなくなる。

また、駆動ギアが配置される切り欠き部に加えて、直進ガイドを直進ガイド溝に沿って円滑に駆動させようと、直進ガイド溝を多数、例えば画面対角線を避けた４箇所に形成しようとする場合にも、同様に直進ガイド溝が、一部のカム溝を分断し横切って配置しなくてはならない場合がある。

このような、駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝が一部のカム溝を分断し横切って配置される場合には、カムピンがカム溝の分断された部位で外れる可能性や、カムピンもしくはカム溝が偏摩耗する可能性を有しており、最悪の場合、作動不能となる恐れがある。

本発明は上記問題に鑑み、駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝がカム溝を分断するよう横切って配置されても、円滑に作動させることができる、信頼性の高いレンズ鏡胴を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、以下の構成により解決される。

１）内周面にカム溝の形成された固定胴と、外周面に前記固定胴のカム溝に係合するカムピンと内周面にカム溝を備えて前記固定胴に対し回動かつ光軸方向移動可能に支持されたカム筒と、前記カム筒のカム溝に係合するカムピンを有するレンズ保持部材とを有し、撮影領域での変倍と撮影不可領域への沈胴を行うレンズ鏡胴において、前記固定胴の内周面に、前記撮影領域の少なくとも一部で使用する第１のカム溝と、前記撮影不可領域の少なくとも一部で使用する第２のカム溝とが形成され、前記カム筒の外周面には前記第１のカム溝に係合する第１のカムピンと、前記第２のカム溝に係合する第２のカムピンが形成されていることを特徴とするレンズ鏡胴。

２）前記第１のカム溝と前記第１のカムピンが係合する第１の領域と、前記第２のカム溝と前記第２のカムピンが係合する第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域が重複した第３の領域を有する１）のレンズ鏡胴。

３）前記第３の領域は前記撮影不可領域に形成されている２）のレンズ鏡胴。

上記１）の発明によれば、駆動ギアが配置される切り欠き部又は直進ガイドが係合する直進ガイド溝がカム溝を分断するよう横切って配置する場合でも、円滑な作動が可能な、信頼性の高いレンズ鏡胴を得ることが可能となる。

上記２）の発明によれば、使用するカム溝を、一方から他方へ切り替える際の作動を、より円滑に行うことができるようになる。

上記３）の発明によれば、撮影不可領域で、使用するカム溝を、一方から他方へ切り替えることで、撮影時にはカム溝を切り替えることを行わず、撮影性能への影響を与えなくできる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

以下、本発明の実施の形態として一実施例を図１〜図４に基づいて説明する。

図１は、実施の形態に係るレンズ鏡胴１００の撮影不可状態である沈胴時の概略構成を示す断面図である。同図は、物体側から正、負、正、正のパワーを有する４群ズームレンズが沈胴した状態を示している。

同図において、１は第１レンズ群、２は第２レンズ群、３は第３レンズ群、４は第５レンズ群、５は赤外光カットフィルタとオプチカルローパスフィルタが積層された光学フィルタ、６は撮像素子である。８は撮像素子６等を保持している地板である。

地板８には、固定胴２３が固定されている。固定胴２３の内周面には固定胴２３に対し回転可能で光軸Ｏ方向にも移動可能に支持されたカム筒２２が配置されている。カム筒２２の内側には前筒２１が配置されている。

前筒２１の内側には直進ガイド３１が配置されており、この直進ガイド３１は固定胴２３に形成された直進ガイド溝に係合して回転規制される係合板３２と一体的に構成されており、回転はせずに、カム筒２２の光軸Ｏ方向への移動に伴ってカム筒２２と共に光軸Ｏ方向に移動可能になっている。

第１レンズ群１は第１レンズ群鏡枠１１に保持され、この第１レンズ群鏡枠１１は前筒２１によって支持されている。前筒２１は、本例ではカム筒２２の内周面に形成されたヘリコイド及び直進ガイド３１と係合しており、カム筒２２の回転及び光軸Ｏ方向への移動によって、光軸Ｏ方向に直進移動を行うようになっている。

第２レンズ群２は第２レンズ群鏡枠１２に保持され、この第２レンズ群鏡枠１２はその一部が直進ガイド３１と係合すると共に、一体的に形成もしくは植設されたカムピン１２ｐがカム筒２２の内周面に形成されたカム溝に係合し、カム筒２２の回転及び光軸Ｏ方向への移動によって、光軸Ｏ方向に直進移動を行うようになっている。

第３レンズ群３は第３レンズ群鏡枠１３に保持され、この第３レンズ群鏡枠１３は撮影状態のとき、前筒２１と所定の間隔を保って一体的に移動するように構成されている。また、この第３レンズ群鏡枠１３には絞りシャッタユニット１６が固定されている。

第４レンズ群４は第４レンズ群鏡枠１４に保持され、この第４レンズ群鏡枠１４はステッピングモータ１５により独立して光軸Ｏ方向に移動可能とされており、ズーミング時及びフォーカシング時共に移動するよう構成されている。

カム筒駆動ギア４１は、図示しないモータ及び減速ギア列により正逆回転し、カム筒駆動ギア４１によってカム筒２２の正逆回転が可能となされている。

３３は前筒２１に組み付けられたレンズバリアユニットであり、７は複数枚で構成されたレンズバリアである。レンズバリア７は図示しないバリア開閉機構により開閉させられる。このバリア開閉機構は、沈胴時には直進ガイド３１の先端部と係合してレンズバリア７を閉状態とし、前筒２１が繰り出された撮影状態では直進ガイド３１の先端部と離間してレンズバリア７を開状態とするよう構成されている。

次いで、レンズ鏡胴１００の動作について説明する。

図２は、カム筒２２の外周面の展開図と固定胴２３の内周面に形成されたカム溝の展開図である。同図（ａ）はカム筒２２の外周面の展開図を示し、同図（ｂ）は固定胴２３の内周面に形成されたカム溝の展開図を示している。

図３は、レンズ鏡胴１００が広角端にあるときの概略を示す断面図である。以下の図においては、説明の重複を避けるため同部材には同符号を付与して説明する。

図２（ａ）に示すように、カム筒２２の外周面上には、３箇所にカムピンＡがカム筒２２に一体的に形成又は植設されている。更に、それぞれのカムピンＡに対して、所定の間隔でカムピンＢが一体的に形成又は植設されている。

図２（ｂ）に示すように、固定胴２３の内周面に形成されたカム溝はカムピンＡに対応したカム溝Ｃ及びカムピンＢに対応したカム溝Ｄが交互に形成されている。

また、このカム溝Ｃ及びカム溝Ｄを分断して直進ガイド溝２３ｋ、２３ｍ、２３ｎが形成されている。直進ガイド溝２３ｍ、２３ｎは図１に示す係合板３２が係合する溝であり、幅広の直進ガイド溝２３ｋはカム筒駆動ギア４１を保持している位置の係合板３２が係合する切り欠き部となっている。

カム溝Ｃ及びカム溝Ｄは、カムピンに嵌合しカム溝として機能する領域と、カムピンの形状より溝幅が広くカム溝として機能しない領域とが連接して形成されている。また、カムピンの形状より溝幅が広くカム溝として機能しない領域を分断するように、直進ガイド溝２３ｋ、２３ｍ、２３ｎが形成されている。

カムピンＡは、図２（ｂ）に示す固定胴２３の内周面に形成されたカム溝Ｃに係合し、カムピンＢは、図２（ｂ）に示す固定胴２３の内周面に形成されたカム溝Ｄに係合して、組み立てられる。レンズ鏡胴１００の沈胴時（図１参照）には、カムピンＡはＣ₀に位置し、カムピンＢはＤ₀に位置する。

以下、レンズ鏡胴１００の、図１に示す沈胴位置から図３に示す広角端位置への動作について、図２に示した１対のカム溝Ｃ、Ｄを用いて説明する。

図１に示す沈胴位置から、図示しないモータ及び減速ギア列により、カム筒駆動ギア４１が駆動され、カム筒２２が回転する。これにより、Ｃ₀に位置するカムピンＡはＣ₁へ移動し、Ｄ₀に位置するカムピンＢはＤ₁へ移動する。この図示Ｅで示す領域では、カム筒２２は、カムピンＢがカム溝として機能するように形成されたカム溝Ｄと嵌合し、カムピンＡはカムピンＡの形状より溝幅が広くカム溝として機能しない領域を移動する。このＥで示す領域では、カム筒２２はカムピンＢとカム溝Ｄによって回転及び光軸方向の移動が行われる。

更に、カム筒２２が回転することで、カムピンＡはＣ₁からＣ₂へ移動し、カムピンＢはＤ₁からＤ₂へ移動する。この図示Ｆで示す領域では、カムピンＡ及びカムピンＢは共にカム溝として機能するように形成されたカム溝Ｃ及びカム溝Ｄと嵌合して移動する。このＦで示す領域では、カム筒２２はカムピンＡとカム溝Ｃ、カムピンＢとカム溝Ｄがそれぞれ嵌合した状態で回転及び光軸方向の移動が行われる。

更に、カム筒２２は回転を続け、カムピンＡはＣ₂からＣ₃へ移動し、カムピンＢはＤ₂からＤ₃へ移動する。領域では、カムピンＡがカム溝として機能するように形成されたカム溝Ｃと嵌合し、カムピンＢはカムピンＢの形状より溝幅が広くカム溝として機能しない領域を移動する。この領域では、カム筒２２はカムピンＡとカム溝Ｃによって回転及び光軸方向の移動が行われる。

カム筒２２はこのＣ₃の位置で停止する。この位置が広角端の位置であり、レンズ鏡胴１００は、撮影不可領域である図１に示す沈胴位置から撮影領域である図３に示す広角端の位置となる。

即ち、沈胴位置から広角端への図示Ｇで示す撮影不可領域でのレンズ鏡胴１００の繰り出し課程において、沈胴位置からカム溝Ｄとこれに嵌合するカムピンＢによってカム筒２２を案内する領域と、次いで、カム溝ＤとカムピンＢ及びカム溝ＣとカムピンＡの双方が嵌合してカム筒を案内する領域と、カム溝Ｃとこれに嵌合するカムピンＡによってカム筒２２を案内する領域とを連続的に形成し、カム筒２２の案内に使用するカム溝とカムピンを切り替えるようにすることにより、直進ガイド溝によって分断された部位をカム溝として機能しない領域としている。

以上のようにして、レンズ鏡胴１００は、図３に示す広角端の状態となる。なお、広角端から撮影不可領域Ｇでのレンズ鏡胴１００の図１に示す沈胴位置への繰り込み課程では、この逆となる。

図３に示すように、レンズ鏡胴１００は広角端においては、直進ガイド３１と図示しないバリア開閉機構が離間して係合が解かれ、バリア７は開状態となり、各レンズ群は所定の間隔に維持された状態となる。

第１レンズ群１の位置、即ち前筒２１の位置はカム筒２２の光軸方向への移動量とカム筒２２の内周面に形成されたヘリコイドの回転による移動量とが加算された量だけ沈胴位置から直進移動し、第２レンズ群２の位置、即ち第２レンズ群鏡枠１２はカム筒２２の光軸方向への移動量とカム筒２２の内周面に形成された図示しないカム溝に嵌合したカムピン１２ｐによる移動量とが加算された量だけ沈胴位置から直進移動する。前筒２１と第２レンズ群鏡枠１２は引っ張りコイルバネ３５により互いに近接する方向に付勢されており、これにより前筒２１と第２レンズ群鏡枠１２を、カム筒２２の内周面に形成された図示しないヘリコイド及びカム溝の一方へ寄せることで、がた取りを行っている。

第３レンズ群３、即ち第３レンズ群鏡枠１３及び絞りシャッタユニット１６は、前筒２１に形成されたピン３７と第３レンズ群鏡枠１３に形成された係合部１３ｋとが係合して、第１レンズ群１と第３レンズ群３は所定の間隔が維持されるようになっており、この第３レンズ群鏡枠１３と直進ガイド３１の間には引っ張りコイルバネ３６が掛けられている。

第４レンズ群４は、カム筒２２が広角端位置で停止した後、ステッピングモータ１５（図１参照）により所定の広角端の位置へ独立して移動される。

次いで、撮影領域である広角端の位置から望遠端の位置までのレンズ鏡胴１００の動作について説明する。この撮影領域は、図２のＨで示した領域が用いられ、カム筒２２はカムピンＡと嵌合する固定胴２３のカム溝Ｃにより案内され、カムピンＢはカムピンＢの形状より溝幅が広くカム溝として機能しない領域を移動する。

図４は、レンズ鏡胴１００が望遠端にあるときの概略を示す断面図である。望遠端へは図３に示す状態から、図示しないモータ及び減速ギア列により、更にカム筒駆動ギア４１を駆動することで行われる。

カム筒２２は、カムピンＡと嵌合する固定胴２３のカム溝Ｃにより案内され、図示Ｈで示すＣ₃の位置からＣ₄の位置の間を移動し（図２参照）、前筒２１は広角端位置から更に繰り出され、第２レンズ群鏡枠１２は広角端位置からのカム筒２２の光軸方向への移動量とカム筒２２の内周面に形成された図示しないカム溝に嵌合したカムピン１２ｐによる移動量とが加算された量だけ移動する。第３レンズ群鏡枠１３及び絞りシャッタユニット１６は、第１レンズ群１と所定の間隔を維持した状態で広角端位置から更に繰り出される。このとき、カムピンＢはカムピンＢの形状より溝幅が広くカム溝として機能しないＤ₃〜Ｄ₄で示す位置の間を移動する。

第４レンズ群４は、ステッピングモータ１５（図１参照）により所定の望遠端の位置へ独立して移動される。

この図３に示す広角端から図４に示す望遠端の途中でカム筒２２を停止させれば、中間の焦点距離となる。

以上が、レンズ鏡胴１００の沈胴位置から望遠端位置までの動作である。

なお、撮影領域から沈胴位置への繰り込み動作については、まず、第４レンズ群４をステッピングモータ１５（図１参照）により、像面側の所定の沈胴位置へ独立して移動させ、この後、カム筒駆動ギア４１を繰り出し時の逆方向に回転させることで行われる。

以上説明したように、固定胴の内周面に撮影領域で使用するカム溝Ｃと、撮影不可領域で使用するカム溝Ｄとを形成し、カム筒の外周面にカム溝Ｃに係合するカムピンＡと、カム溝Ｄに係合するカムピンＢを形成し、使用するカム溝とカムピンを適宜切り替えて鏡胴を駆動することで、直進ガイド溝等で一方のカム溝が分断された部位では、他方の分断されていないカム溝を用いて鏡胴を駆動することができ、円滑な作動の可能な、信頼性の高いレンズ鏡胴を得ることができる。

また、カム溝ＣとカムピンＡが係合する領域と、カム溝ＤとカムピンＢが係合する領域と、この２つの領域が重複する領域を有するよう構成することで、一方から他方へカム溝を切り替える際の鏡胴の作動を、円滑に行うことができるレンズ鏡胴とすることができ、更に、この２つの領域が重複する領域を撮影不可領域に形成することで、撮影時にはカム溝を切り替えることを行わず、撮影性能への影響のないレンズ鏡胴とすることができる。

なお、本実施の形態に記載のカム溝Ｃ及びカムピンＡが請求項に記載の第１のカム溝及び第１のカムピンに相当し、本実施の形態に記載のカム溝Ｄ及びカムピンＢが請求項に記載の第２のカム溝及び第２のカムピンに相当するものである。

なお、上記の実施の形態においては、カム筒の回動により、カム筒内周面に形成されたヘリコイドにより第１レンズ群を光軸方向へ移動させ、カム筒内周面に形成されたカム溝によりカムピンを有するレンズ保持部材に保持された第２レンズ群を光軸方向へ移動させるもので説明したが、これに限るものでなく、カム筒内周面にカム溝を２種形成し、第１レンズ群及び第２レンズ群を共にカムピンを有するレンズ保持部材に保持し、それぞれのレンズ群がそれぞれのカム溝に案内されて、光軸方向へ移動させるように構成したものでもよい。

また、４群で構成されたズームレンズ鏡胴を例に取り説明したが、２群或いは３群構成のズームレンズ鏡胴にも適用可能であるのは言うまでもない。

実施の形態に係るレンズ鏡胴の撮影不可状態である沈胴時の概略構成を示す断面図である。カム筒の外周面の展開図と固定胴の内周面に形成されたカム溝の展開図である。レンズ鏡胴が広角端にあるときの概略を示す断面図である。レンズ鏡胴が望遠端にあるときの概略を示す断面図である。

符号の説明

１第１レンズ群
２第２レンズ群
３第３レンズ群
４第４レンズ群
５光学フィルタ
６撮像素子
７レンズバリア
８地板
１１第１レンズ群鏡枠
１２第２レンズ群鏡枠
１３第３レンズ群鏡枠
１４第４レンズ群鏡枠
１５ステッピングモータ
１６絞りシャッタユニット
２１前筒
２２カム筒
２３固定胴
３１直進ガイド
４１カム筒駆動ギア
１００レンズ鏡胴

Claims

内周面にカム溝の形成された固定胴と、外周面に前記固定胴のカム溝に係合するカムピンと内周面にカム溝を備えて前記固定胴に対し回動かつ光軸方向移動可能に支持されたカム筒と、前記カム筒のカム溝に係合するカムピンを有するレンズ保持部材とを有し、撮影領域での変倍と撮影不可領域への沈胴を行うレンズ鏡胴において、
前記固定胴の内周面に、前記撮影領域の少なくとも一部で使用する第１のカム溝と、前記撮影不可領域の少なくとも一部で使用する第２のカム溝とが形成され、前記カム筒の外周面には前記第１のカム溝に係合する第１のカムピンと、前記第２のカム溝に係合する第２のカムピンが形成されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
前記第１のカム溝と前記第１のカムピンが係合する第１の領域と、前記第２のカム溝と前記第２のカムピンが係合する第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域が重複した第３の領域を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
前記第３の領域は前記撮影不可領域に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴。