JP2007064992A - レンズ鏡胴ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 光軸方向に短く短縮できるレンズ鏡胴ユニットを提供する。
【解決手段】 鏡胴２内に複数のレンズ群を有するレンズ鏡胴ユニット１は、少なくとも１つの独立して光軸ｘ方向に移動可能なレンズ群９を光軸ｘに対して略９０°回動するように光軸ｘ上から退避させて、光軸ｘ方向の長さを短縮する。好ましくは、退避するレンズ群９を保持する玉枠１０は、光軸ｘ方向に移動可能な補助筒１１に設けたカム溝２０に係合する支持突起１７と、被写体側に突出し、光軸ｘと略直交する方向に突出した回転軸突起１９が設けられた回転腕部１８とを有し、レンズ鏡胴ユニット１は、さらに、鏡胴２内の結像側に固定され、回転軸突起１９と係合可能な回転軸受部材２１を有し、補助筒１１が光軸ｘ方向に移動することで、支持突起１７をカム溝２０に沿って移動させるように、玉枠１０を回転軸受部材２１に係合した回転軸突起１９を中心に回動させる。
【選択図】図７

Description

本発明はレンズ鏡胴ユニットに関する。

特に、小型のカメラにおいて、非撮影時には、カメラ本体にレンズ鏡胴ユニットを収容するものが多い。カメラを薄型化するために、非撮影時にレンズ鏡胴ユニットを光軸方向に短く短縮できる必要があるが、一般に、レンズ鏡胴ユニットの最短長さは、レンズの厚みの総和によって決定される。

特許文献１のレンズ鏡胴ユニットは、１つの玉枠に保持されるレンズ群の一部を、玉枠に設けた軸を中心に回動させることで光軸上から退避させ、鏡胴を短く短縮できる。しかしながら、特許文献１のレンズ鏡胴ユニットは、１つの玉枠に支持されるレンズ群の一部を光軸上から退避させることができるに留まる。また、レンズを径方向に退避させる距離と同じ長さのアームによって保持するので、レンズ設計の自由度が失われている。

また、特許文献２には、レンズ鏡胴ユニットの外径側の光軸に平行な軸に枢支されたアームによってレンズを保持し、アームの回動によってレンズを光軸から退避させるレンズ鏡胴ユニットが記載されている。しかしながら、特許文献２のレンズ鏡胴ユニットでは、鏡胴内に複数のレンズを径方向に並べて鏡胴を短縮するため、小径のレンズにしか適用できない。また、特許文献２には、レンズを光軸と平行でない軸周りに回動させてもよいとの記載が見られるが、それを実現する機構についてはなんら言及がない。
特開平７−１９９０１９号公報 特開２００３−３１５８６１号公報

前記問題点に鑑みて、本発明は、光軸方向に短く短縮できるレンズ鏡胴ユニットを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明によるレンズ鏡胴ユニットは、鏡胴内に複数のレンズ群を有し、少なくとも１つの独立して光軸方向に移動可能な前記レンズ群を前記光軸に対して略９０°回動するように前記光軸上から退避させて、前記光軸方向の長さを短縮するものとする。

この構成によれば、光軸方向に短く収納できるレンズ鏡胴ユニットが提供できる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットにおいて、前記退避するレンズ群を保持する玉枠は、前記光軸方向に沿って移動可能な補助筒に設けたカム溝に係合する支持突起を有し、前記支持突起が前記カム溝に沿って移動することで回動してもよい。

この構成によれば、補助筒の光軸方向に移動によって、補助筒の外部の軸周りにレンズ群を回動させることができる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットにおいて、前記玉枠は、結像側に突出する回転腕部を有し、前記回転腕部は、前記光軸と略直交する方向に突出した回転軸突起が設けられており、前記レンズ鏡胴ユニットは、さらに、前記鏡胴内の結像側に固定され、前記回転軸突起と係合可能な回転軸受部材を有し、前記補助筒が前記光軸方向に沿って移動することで、前記支持突起を前記カム溝に沿って移動させるように、前記玉枠を前記回転軸受部材に係合した前記回転軸突起を中心に回動させてもよい。

この構成によれば、結像側に固定した回転軸受部材により回転軸突起を支持するので、玉枠の回動軸を支持して移動する部材を設ける必要がなく、退避可能なレンズ群およびそのレンズ群を保持する部材の占有する光軸方向の長さが短く、光軸方向に短いレンズ鏡胴ユニットが提供できる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットにおいて、前記回転軸受部材は、前記回転軸突起を係止するラッチ機構を有してもよい。

この構成によれば、ラッチ機構によって回転軸突起を回転軸受部材に係合状態に保持することで、補助筒が被写体方向に移動する際も、回転軸突起が回転軸受部材から脱離しないように保持し、レンズ群の回動の中心を定め、補助筒の光軸方向の移動をレンズ群の所定の回動に変換することができる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットでは、撮影状態において、前記玉枠と嵌合して前記補助筒と一体に前記光軸方向に沿って移動し、前記補助筒が前記結像側に移動して前記回転軸突起を前記回転軸受部材に係合させるときは、前記玉枠から脱離するように前記補助筒から離隔する保持筒を有してもよい。

この構成によれば、回転軸突起が回転軸受部材から脱離している間は、レンズ群を補助筒で支持してレンズ群を正確に光軸上に保持することができる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットにおいて、前記回転軸受部材は、少なくとも前記玉枠と前記保持筒とが離隔している間、前記退避するレンズ群を光軸上に保持するように前記回転腕部を案内する案内部を有してもよい。

この構成によれば、保持筒が玉枠から脱離しても、玉枠を光軸上に保持して補助筒からの脱離を防止し、保持筒と再度嵌合できるように軸合わせできる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットにおいて、前記補助筒と前記保持筒とに係合し、両者を同軸に保持する軸合わせ部材を有してもよい。

この構成によれば、保持筒と補助筒との軸を合わせることで、保持筒が玉枠にスムーズに嵌合させられる。

また、本発明のレンズ鏡胴ユニットを有する撮像装置は薄型にできる。

本発明によれば、カムによってレンズ群を回動させて光軸上から退避させるので、退避させたレンズの厚み分だけ鏡胴をより短く短縮できる。

これより、本発明の実施形態のレンズ鏡胴ユニットについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態のレンズ鏡胴ユニット１を示す。図示したレンズ鏡胴ユニット１は、撮影状態にあり、以下の構成要素が結像が最も広角になるワイド端となる位置に配置されている。レンズ鏡胴ユニット１は、固定筒（鏡胴）２の中に不図示のモータによって光軸ｘ周りに回転させられ、固定筒２の内壁に設けたカム溝に係合して光軸ｘ方向に移動する駆動環３と、駆動環３よって光軸ｘ周りに回転させられる回転筒４と、それぞれ、回転筒４に設けたカム溝に係合して光軸ｘ方向に移動可能な、最も被写体側にある第１レンズ群５を保持する前進筒６、第２レンズ群７、保持筒８および第３レンズ群９を固定した玉枠１０を保持する補助筒１１と、前記モータによって駆動環３および回転筒４を介さずに駆動される第４レンズ群１２と、固定筒２の後端を封止する後壁１３に固定された画像が結像する撮像素子１４とを有する。保持筒８は、被写体側にシャッタユニット１５が固定されており、玉枠１０に被写体側から嵌合して玉枠１０を保持できるように構成されている。補助筒１１には光軸ｘと平行な軸合わせ部材１６が固定され、保持筒８に摺動可能に挿通されることで保持筒８と補助筒１１とを正確に同軸に保つことができる。また、玉枠１０は、光軸ｘと直角な水平方向に突出する円柱状の支持突起１７を有し、支持突起１７には結像側に延伸する回転腕部１８が設けられ、さらに、回転腕部１８には回転軸突起１９が突設されている。支持突起１７は、補助筒１１に設けられたカム溝２０に係合している。また、後壁１３には、回転腕部１８と係合する回転軸受部材２１が設けられている。

図２に、補助筒１１だけを拡大した断面を示し、さらに、図３および４に、それぞれ補助筒１１を被写体側および上側から見た様子を示し、その形状を詳しく説明する。補助筒１１は、それぞれ、光軸ｘを中心とする円筒の上下の一部をなす上筒部１１ａおよび下筒部１１ｂと、両側の平板上の側壁部１１ｃ，１１ｄとで構成された枠状をなしている。上筒部１１ａは、前縁が被写体側に突出し、中央が後方から切除されたコの字型をしており、上部に回転筒４のカム溝（不図示）に係合するカムフォロワ２２が突設されている。側壁部１１ｃ，１１ｄには、上下方向に延伸し下端が結像側に傾斜して略光軸ｘと同じ高さに終端するカム溝２０が設けられている。下筒部１１ｂには、軸合わせ部材１６が挿入されるガイド孔２３が設けられている。

図５および図６に、玉枠１０を側方および上方から見た様子を示す。第３レンズ群９を保持する円筒状の本体１０ａを有する玉枠１０は、図１に示すように保持筒８に保持された状態（撮影状態）において、本体１０ａの後端で光軸ｘと同じ高さになる位置に、光軸ｘに直交する水平方向に外側に突出する円柱状の支持突起１７が両側に対称に設けられ、各支持突起１７の略中央から結像側に延伸するように回転腕部１８が設けられ、各回転腕部１８には円柱状の回転軸突起１９が支持突起１７と平行に外向きに突設されている。両側の回転腕部１８は、本体１０ａの径よりも大きな間隔を有し、図１に示す第４レンズ群１２のような他の光学部材がその間に位置することができる。

図７に、ワイド端（図１参照）における保持筒８、玉枠１０、補助筒１１および回転軸受部材２１の位置関係を示す。玉枠１０は、支持突起１７が補助筒１１のカム溝２０の下端に位置し、先端に保持筒８が嵌合することで、光軸ｘ上に正確に保持されている。また、回転軸受部材２１は、回転軸突起１９の外径を受け入れるのに適した凹面形状を有する軸受部２４を有するとともに、軸受部２４の被写体側の開口を回転軸突起１９の外径よりも僅かに狭く制限するが、弾性変形して回転軸突起１９の通過を許す保持突起２５が設けられている。保持突起２５は、一度、軸受部２４内に受け入れた回転軸突起１９を軸受部２４内に留めるように係止するラッチ機構として機能する。また、図８に示すように、ワイド端において、２つの回転腕部１８の先端は、それぞれ、２つの回転軸受部材２１の保持突起２５の対向面からなる案内部２６に接するように配置されている。

図９に、以上の構成からなるレンズ鏡胴ユニット１の動作について説明するために、固定筒２のカム形状と回転筒４のカム形状とで決定される前進筒６（第１レンズ群５）、第２レンズ群７、保持筒８および補助筒１１の光軸ｘ方向の位置の、駆動環３の回転角度に対する関係をワイド端における位置を基準に示す。駆動環３は、非撮影時にレンズ鏡胴ユニット１を短く短縮した沈胴状態から、撮影開始時の最も広角状態のワイド端（Ｗ端）へ、さらに、望遠状態のテレ端（Ｔ端）へ各構成要素を移動させる。ワイド端からテレ端の間の撮影状態において、保持筒８と補助筒１１は玉枠１０を挟み込むようにして、一体に移動することで第３レンズ群９を位置決めする。

レンズ鏡胴ユニット１は、ワイド端から沈胴方向への駆動環３の回転によって全長を短縮する。先ず、補助筒１１、第１レンズ群５および第２レンズ群７は、それぞれ結像側に移動し始めるが、保持筒８は、ワイド端の位置から移動しない。図１０に、駆動環３の回転角度が、図９における角度ａのときの保持筒８、玉枠１０、補助筒１１および回転軸受部材２１の位置関係を示す。図１０では、図７より補助筒１１が結像側に移動することで玉枠１０を結像側に移動させ、回転軸突起１９が回転軸受部材２１の軸受部２４に係合している。また、保持筒８が移動しないので、玉枠１０は保持筒８から抜け出す。玉枠１０は、保持筒８から脱離した後は、回転軸突起１９が軸受部２４に係合して光軸ｘ方向の移動が制限される。さらに、図８に示すように、玉枠１０は、２つの回転腕部１８の先端が２つの回転軸受部材２１の案内部２６の間に挟まれて光軸ｘと直交する水平方向に移動しないように案内されることで、第３レンズ群９を光軸ｘ上に保持する。

図１１に、さらに、駆動環３が図９における角度ｂとなったときの様子を示す。補助筒１１がさらに結像側に移動すると、回転軸突起１９が回転軸受部材２１によって保持されるので、支持突起１７がカム溝２０に沿って上方に移動し、これにより玉枠１０は回転軸突起１９を中心に回動する。さらに、駆動環３が角度ｃまで回転すると、図１２に示すように、玉枠１０は、回転軸突起１９を中心に光軸ｘに対して略９０°回動し、これによって第３レンズ群９は、光軸ｘ上から退避させられる。さらに、駆動環３が回転すると、補助筒１１は移動しないが、今度は、保持筒８が結像側に移動する。そして、図１３に示すように、保持筒８は、玉枠１０（第３レンズ群９）が占有していた空間に移動して、補助筒１１に接近することができる。

図１４に示すように、駆動環３が沈胴位置まで回転したとき、第１レンズ群５、第２レンズ群７、シャッタユニット１５、保持筒８、第４レンズ群および撮像素子１４が、光軸ｘ上で接近状態に並び、これらの厚みの総和がレンズ鏡胴ユニット１の光軸ｘ方向の厚みを規定する。このとき、光軸ｘ上から退避した第３レンズ群９の厚みは、レンズ鏡胴ユニット１の厚みの制約にならない。

図１５に、図１４に示す沈胴時の、第３レンズ群９と玉枠１０の位置を正面から見た様子を示す。図示するように、退避する第３レンズ群９の被写体側の面が凸形状の場合は、玉枠１０を鏡胴の内壁となる駆動環４に接触しない範囲で最大限光軸ｘから遠い位置に回動させても、円筒形の駆動環４との間にできる隙間の形状にあわせて、第３レンズ群９の凸面を玉枠１０から突出させることができる。このように、限られた鏡胴内でも、空間を有効に利用して退避スペースを確保することで、第３レンズ群９を光軸から遠ざけて退避させるができる。

このように、レンズ鏡胴ユニット１は、光軸方向に短く短縮でき、非撮影時にレンズ鏡胴ユニット１を本体内に収容（沈胴）する撮像装置を薄型にすることができる。

また、沈胴状態から駆動環３をワイド端方向に回転すると、第１レンズ群５、第２レンズ群７および保持筒８に続いて、補助筒１１が被写体方向に移動する。このとき、回転軸受部材２１の保持突起２５は、玉枠１０の回転軸突起１９が軸受部２４から脱離しないように係止する。このため、玉枠１０は、補助筒１１の光軸ｘ方向の移動に伴い、支持突起１７がカム溝２０内を下降し、軸受部２４内に留まる回転軸突起１９を中心に回動する。図１０に示すように支持突起１７がカム溝２０の下端に達すると、補助筒１９の移動は回転腕部１８を光軸ｘ方向被写体側に引っ張る力として作用し、ラッチ機構の係止力能力を超え、保持突起２５を弾性変形させて回転軸突起１９を軸受部２４から離脱させる。

さらに補助筒１１が被写体側に移動すると、玉枠１０が保持筒８に嵌合して第３レンズ群を正確に光軸ｘ上に保持する。玉枠１０が保持筒８に嵌合するまでの間、回転腕部１８が回転軸受部材２１の案内部２６に案内されているので、玉枠１０が芯ズレして保持筒８と嵌合できなくなったり、補助筒１１から脱離することが防止されている。

続いて、図１６に、本発明による撮像装置の実施形態であるデジタルカメラ３０を示す。デジタルカメラ３０は、図１４の沈胴時において、本体３１内に上述のレンズ鏡胴ユニット１を本体３１から突出しないように収容している。また、デジタルカメラ１は、本体３１の上部にレリーズボタン３２と、前面にフラッシュ３３とが設けられている。

図１７に示すように、デジタルカメラ３０は、撮影状態において、本体３１から前方（被写体側）に大きく突出し、高倍率のズームを可能にする。

本発明の実施形態のレンズ鏡胴ユニットのワイド端での断面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットの補助筒の断面図。 図２の補助筒の正面図。 図２の補助筒の平面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットの玉枠の側面図。 図５の玉枠の平面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットのワイド端における部分側面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットのワイド端における部分平面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットの駆動環の角度と各構成要素の位置との関係を示すグラフ。 図９の角度ａにおける図１のレンズ鏡胴ユニットの部分側面図。 図９の角度ｂにおける図１のレンズ鏡胴ユニットの部分側面図。 図９の角度ｃにおける図１のレンズ鏡胴ユニットの部分側面図。 沈胴時における図１のレンズ鏡胴ユニットの部分側面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットの玉枠の沈胴時の断面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットの沈胴時における駆動環と玉枠の関係を示す正面図。 図１のレンズ鏡胴ユニットを有するデジタルカメラの斜視図。 図１６のデジタルカメラの部分断面側面図。

符号の説明

１ レンズ鏡胴ユニット
２ 固定筒（鏡胴）
８ 保持筒
９ 第３レンズ群
１０ 玉枠
１１ 補助筒
１６ 軸合わせ部材
１７ 支持突起
１８ 回転腕部
１９ 回転軸突起
２０ カム溝
２１ 回転軸受部材
２４ 軸受部
２５ 保持突起
２６ 案内部
３０ デジタルカメラ（撮像装置）
ｘ 光軸

Claims (8)

1. 鏡胴内に複数のレンズ群を有し、
   少なくとも１つの独立して光軸方向に移動可能な前記レンズ群を前記光軸に対して略９０°回動するように前記光軸上から退避させて、前記光軸方向の長さを短縮することを特徴とするレンズ鏡胴ユニット。
2. 前記退避するレンズ群を保持する玉枠は、前記光軸方向に沿って移動可能な補助筒に設けたカム溝に係合する支持突起を有し、前記支持突起が前記カム溝に沿って移動することで回動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴ユニット。
3. 前記玉枠は、結像側に突出する回転腕部を有し、
   前記回転腕部は、前記光軸と略直交する方向に突出した回転軸突起が設けられており、
   前記レンズ鏡胴ユニットは、さらに、前記鏡胴内の結像側に固定され、前記回転軸突起と係合可能な回転軸受部材を有し、
   前記補助筒が前記光軸方向に沿って移動することで、前記支持突起を前記カム溝に沿って移動させるように、前記玉枠を前記回転軸受部材に係合した前記回転軸突起を中心に回動させることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡胴ユニット。
4. 前記回転軸受部材は、前記回転軸突起を係止するラッチ機構を有することを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡胴ユニット。
5. 撮影状態において、前記玉枠と嵌合して前記補助筒と一体に前記光軸方向に沿って移動し、
   前記補助筒が前記結像側に移動して前記回転軸突起を前記回転軸受部材に係合させるときは、前記玉枠から脱離するように前記補助筒から離隔する保持筒を有することを特徴とする請求項３または４に記載のレンズ鏡胴ユニット。
6. 前記回転軸受部材は、少なくとも前記玉枠と前記保持筒とが離隔している間、前記退避するレンズ群を光軸上に保持するように前記回転腕部を案内する案内部を有することを特徴とする請求項５に記載のレンズ鏡胴ユニット。
7. 前記補助筒と前記保持筒とに係合し、両者を同軸に保持する軸合わせ部材を有することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のレンズ鏡胴ユニット。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のレンズ鏡胴ユニットを有する撮像装置。

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