JP2010066293A

JP2010066293A - ズームレンズ鏡筒及び撮像装置

Info

Publication number: JP2010066293A
Application number: JP2008229773A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Tsuji; 完之辻
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: JP5253056B2

Abstract

【課題】固定筒に形成されるカムを分断することなく第１の直進筒の直進案内溝を固定筒に形成することができるズームレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】ズームレンズ鏡筒は、複数のレンズ群１０１、２０１、３０１、４０１と、複数のレンズ群を光軸方向へ移動させるためのカムが形成されたカム筒５０１と、カム筒５０１を係合させるためのカムが形成された固定筒５０５とを備える。また、カム筒５０１に形成されたカムに係合され固定筒５０５に直進案内される第１の直進筒４０３と、複数のレンズ群を光軸方向に直進案内するする第２の直進筒５０２とを備える。第２の直進筒５０２は、第１の直進筒４０３に直進案内される。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、ズームレンズ鏡筒及びそのズームレンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

従来のズームレンズ鏡筒の直進案内構成部には、直進筒の直進キーを、固定筒に光軸方向へ延ばして形成した直進ガイド溝に係合させていたものがある（特許文献１参照）。

この直進案内構成部において、内直進筒２３、外直進筒２４には、固定筒２２の直進ガイド溝２２ｐ、２２ｑ、２２ｒに係合する係合片２３ａ、２４ａが設けられ、回転が規制されながら、光軸方向に案内されるようになっている。
特許第３８４２０８７号

しかしながら上記従来の直進案内構成部では、カム筒と一体移動の内直進筒２３の係合片２３ａ、外直進筒２４の係合片２４ａが係合する固定筒２２の直進ガイド溝２２ｐ、２２ｑ、２２ｒを光軸方向へ延ばして形成する必要がある。そのため、固定筒２２に形成されているカム軌跡を跨いでしまい、カムが分断される。

このことにより、カムの分断された箇所の周方向端部に係合片２３ａ、２４ａが干渉してしまう可能性があった。

また、直進ガイド溝２２ｐ、２２ｑ、２２ｒを固定筒２２の光軸方向の長さまで、延ばして形成しており、固定筒２２の剛性低下により、内外直進筒２３、２４の直進剛性の低下が懸念された。

本発明の目的は、固定筒に形成されるカムを分断することなく第１の直進筒の直進案内溝を固定筒に形成することができるズームレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載のズームレンズ鏡筒は、複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を光軸方向へ移動させるためのカムが形成されたカム筒と、前記カム筒を係合させるためのカムが形成された固定筒と、前記カム筒に形成されたカムに係合され前記固定筒に直進案内される第１の直進筒と、前記複数のレンズ群を光軸方向に直進案内するする第２の直進筒とを備え、前記第２の直進筒は、前記第１の直進筒に直進案内されることを特徴とする。

請求項３記載のズームレンズ鏡筒は、複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を光軸方向へ移動させるためのカムが形成されたカム筒と、前記カム筒を係合させるためのカムが形成された固定筒と、前記カム筒に形成されたカムに係合され前記固定筒に直進案内される第１の直進筒と、前記複数のレンズ群を光軸方向に直進案内するする第２の直進筒とを備え、前記第２の直進筒は、前記第１の直進筒に直進案内され、前記第１の直進筒は、外周側と内周側にフランジ部を有し、前記第２の直進筒は、周方向３箇所に係止部を有し、前記カム筒の内周側に前記第２の直進筒が互いに回転可能に組み込まれた状態で、抜け止め部材が前記係止部に係止され、前記抜け止め部材は、周方向に３箇所形成された立ち曲げ部を有し、前記第２の直進筒は、凹部を有し、前記立ち曲げ部が前記凹部に係合され、前記第１の直進筒には、フォーカス群駆動機構が備えられていることを特徴とする。

請求項４記載の撮像装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載のズームレンズ鏡筒を備える。

本発明のズームレンズ鏡筒によれば、固定筒に形成されるカムを分断することなく第１の直進筒の直進案内溝を固定筒に形成することができる。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１（図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ）は、本発明の実施の形態に係るズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。

本ズームレンズ鏡筒は、撮像装置に備えられる。

（１群構成部１００）
図２は、図１における１群構成部１００の図１と反対側からの斜視図である。

１群構成部１００は、１群レンズ１０１（図１）、１群レンズ１０１を保持する１群筒１０２を備える。１群筒１０２には、直進ガイド凹部１０２ａが内周側に６箇所形成されている。カムピン１０３は、１群筒１０２に６０°等分で６本固定されている。前面開口部材１０４は、１群筒１０２の先端に固定される。

（２群構成部２００）
２群構成部２００は、２群レンズ２０１、２群レンズ２０１を保持する２群筒２０２を備える。２群筒２０２には、カムフォロア２０２ａが１２０°等分で３箇所に形成されており、また、直進ガイド凸部２０２ｂが１２０°等分で３箇所に形成されている。

（３群構成部３００）
３群構成部３００は、３群レンズ３０１、３群レンズ３０１を保持する３群保持部材３０２を備える。３群駆動ユニット３０３は、３群保持部材３０２を周知の技術で光軸と直交する方向に駆動するための駆動機構（駆動機構は不図示）が設けられている。

３群駆動ユニット３０３には、１２０°等分で３箇所にカムフォロア３０３ａが形成されており、また、直進ガイド凸部３０３ｂが１２０°等分で３箇所に形成されている。絞り・シャッターユニット（駆動機構は不図示）３０４は、３群駆動ユニット３０３に固定される。

（４群構成部４００）
図３は、図１における４群構成部４００の図１と反対側からの斜視図である。

４群構成部４００は、４群レンズ４０１、４群レンズ４０１を保持する４群保持部材４０２、４群筒（第１の直進筒）４０３を備える。

４群筒４０３には、１２０°等分で３箇所にカムフォロア４０３ａが形成され、また、直進ガイド凹部４０３ｂが外周側の側面に１２０°等分で３箇所形成されている。

また、４群筒４０３には、外周側にフランジ部４０３ｃが形成されている。フランジ部４０３ｃの外周側に主直進キー部４０３ｄが周方向に１２０°等分で３箇所、キー幅の異なる副直進キー部４０３ｅが周方向に３箇所形成されている。また、４群筒４０３の内周側には４群保持部材４０２の駆動機構（フォーカス群駆動機構）が設けられている。

ここで、この駆動機構の構成について説明する。

図４は、図１における４群構成部４００の分解斜視図である。

主ガイド部材４０４は、４群保持部材４０２の主ガイド部４０２ａと嵌合する。ステッピングモータ４０５、回転軸上にスクリュー４０５ａが形成されている。４群筒４０３には、内周側にフランジ部４０３ｆが形成されており、ステッピングモータ４０５、主ガイド部材４０４が固定される。

４群筒４０３には、副ガイド凸部４０３ｇが形成されており、４群保持部材４０２の副ガイド部４０２ｃが嵌る。ナット部材４０６は、４群保持部材４０２のナット保持部４０２ｂに保持されるとともに、スクリュー４０５ａとかみ合っている。

ばね部材４０７は、４群保持部材４０２のフック部４０２ｄと４群筒４０３のフック部４０３ｈに掛けられている。

このような構成で、ステッピングモータ４０５に通電し、スクリュー４０５ａが回転すると、ナット部材４０６及び４群保持部材４０２が光軸方向へ移動させられる。

（ズーム構成部５００）
ズーム構成部５００において、カム筒５０１には、１群筒１０２に固定される６本のカムピン１０３を係合させるためのカム溝５０１ａが外周側に６０°等分で形成されている。

カム筒５０１の内周側には、２群筒２０２のカムフォロア２０２ａを係合させるためのカム溝５０１ｂ、３群駆動ユニット３０３のカムフォロア３０３ａを係合させるためのカム溝５０１ｃが１２０°等分で形成されている。同様に、カム筒５０１の内周側には、４群筒４０３のカムフォロア４０３ａを係合させるためのカム溝５０１ｄが１２０°等分で形成されている。

また、カム筒５０１には、カムフォロア５０１ｅが１２０°等分で３箇所、駆動ピン５０１ｆ、爪部５０１ｇが１２０°等分で外周側に３箇所それぞれ形成されている。

図５は、図１におけるカム筒５０１の展開図であり、（ａ）は外面展開図、（ｂ）は内面展開図である。

図５に示すように、カム溝５０１ｂ、５０１ｃは連続して形成されている。

組み立てのときは、まず、導入部５０１ｈより、３群駆動ユニット３０３を導入し、１２０°回転させた後、２群筒２０２を導入する。

直進筒（第２の直進筒）５０２は、カム筒５０１の内周側に配置される。直進筒５０２には、その内周側に、直進ガイド凸部５０２ａが１２０°等分で３箇所形成されており、４群筒４０３（第１の直進筒）の直進ガイド凹部４０３ｂと係合し、直進案内される。

また、直進筒５０２には、フランジ部５０２ｂが形成されており、１群筒１０２の直進ガイド凹部１０２ａと係合する１群直進ガイド凸部５０２ｃが周方向に６箇所、フランジ部５０２ｂの外周側に形成されている。

さらに、直進筒５０２には、２群筒２０２の直進ガイド凸部２０２ｂ、３群駆動ユニット３０３の直進ガイド凸部３０３ｂと係合する直進溝５０２ｄ、５０２ｅが１２０°等分でそれぞれ３箇所ずつ形成されている。

図６は、図１における直進筒５０２に２群筒２０２、３群駆動ユニット３０３が組み付けられた状態での１群筒１０２、４群筒４０３との関係を示す分解斜視図である。図７は、図１におけるカム筒５０１の内側に直進筒５０２が組まれ、抜け止め部材５０３が取り付けられた状態を示す斜視図である。図８は、図１におけるカム筒５０１の内側に直進筒５０２が組まれ、抜け止め部材５０３が取り付けられた状態を示す断面図である。図９は、図１における固定筒５０５の内面展開図である。図１０は、図１における固定筒５０５と４群筒４０４、カム筒５０１の関係を示す斜視図である。

抜け止め部材５０３は、カム筒５０１の内側に直進筒５０２が組み込まれた状態で、直進筒５０２の周方向３箇所に形成されている係止部５０２ｆに係止される。この係止された状態でカム筒５０１と直進筒５０２は相対回転可能で一体化されている。

また、抜け止め部材５０３は、光軸方向の立ち曲げ部５０３ａ、５０３ｂが周方向に３箇所形成されている。立ち曲げ部５０３ａ、５０３ｂは、直進筒５０２の周方向３箇所に形成されている切り欠き部５０２ｇの両脇にそれぞれ設けられた凹部５０２ｈ、５０２ｉに係合する。

化粧筒５０４には、カム筒５０１の爪部５０１ｇと係合して取り付けられるための穴部５０４ａが１２０°等分で３箇所設けられている。

固定筒５０５には、カムフォロア５０１ｅを係合させるためのカム溝５０５ａ、駆動ピン５０１ｆを貫通させるための貫通カム孔５０５ｂが形成されている。

また、固定筒５０５には、４群筒４０３の主直進キー部４０３ｄを係合させるための主直進溝５０５ｃが１２０°等分で３箇所に形成されている。また、固定筒５０５には、副直進キー部４０３ｅを係合させるための溝幅の異なる副直進溝５０５ｄが周方向３箇所に形成されている。

主直進溝５０５ｃ、副直進溝５０５ｄは、カム溝５０５ａ、貫通カム孔５０５ｂを跨ぐことなく形成されている。

図１において、駆動筒５０６の内周面側には、駆動ピン５０１ｆと係合するための光軸方向の駆動溝５０６ａが１２０°等分で３箇所に形成されている。また、外周にギア部５０６ｂが形成されている。

また、図１に示すように、ズーム構成部５００は、ベース部材５０７、ベース部材５０７に取り付けられる撮像素子（ＣＣＤ）５０８、ギア部材５０９を備える。ギア部材５０９はギア部５０６ｂと噛み合う。カバー部材５１０は、固定筒５０５、駆動筒５０６をベース部材５０７で挟み込む形でベース部材５０７と固定される。

（ズーム動作）
以上のように構成されているズームレンズ鏡筒の動作について述べる。

図１１は、図１のズームレンズ鏡筒における複数のレンズ群、１〜４群レンズ（１０１、２０１、３０１、４０１）の収納状態、ＷＩＤＥ状態、ＴＥＬＥ状態への移動軌跡を示す図である。図１２は、図１のズームレンズ鏡筒の収納状態の断面図である。図１３は、図１のズームレンズ鏡筒のＷＩＤＥ状態の断面図である。図１４は、図１のズームレンズ鏡筒のＴＥＬＥ状態の断面図である。

不図示の駆動源からギア５０９が回転させられると、ギア部５０６ｂに駆動が伝達されて駆動筒５０６が回転する。すると、固定筒５０５の貫通カム孔５０５ｂを貫通して駆動溝５０６ａに係合している駆動ピン５０１ｆに伝達され、カム筒５０１が回転する。

このとき、カムフォロア５０１ｅが固定筒５０５のカム溝５０５ａに係合しており、カム筒５０１は、カム溝５０５ａの軌跡に沿って、回転しながら光軸方向へ移動する。

カム筒５０１の内周側にある直進筒５０２は、前述のように、抜け止め部材５０３が係止部５０２ｆに係止された状態で一体化されており、光軸方向へ移動する。

ここで、４群筒４０３は、カムフォロア４０３ａがカム筒５０１のカム溝５０１ｄに係合している。また、主直進キー部４０３ｄ、副直進キー部４０３ｅがそれぞれ固定筒５０５の主直進溝５０５ｃ、副直進溝５０５ｄに係合しており、回転規制されている。よって、４群筒４０３は、カム溝５０１ｄの軌跡によって光軸方向へ直進移動する。

そして、直進筒５０２は、直進ガイド凸部５０２ａが４群筒４０３の直進ガイド凹部４０３ｂと係合して回転規制されており、固定筒５０５のカム溝５０５ａの軌跡によって光軸方向へ直進移動する。

３群駆動ユニット３０３は、カムフォロア３０３ａがカム筒５０１のカム溝５０１ｃに係合しており、また、直進ガイド凸部３０３ｂが直進筒５０２の直進ガイド５０２ｅに係合して回転規制されており、カム溝５０１ｃの軌跡によって光軸方向へ直進移動する。

２群筒２０２は、カムフォロア２０２ａがカム筒５０１のカム溝５０１ｂに係合している。また、直進ガイド凸部２０２ｂが直進筒５０２の直進ガイド５０２ｄに係合して回転規制されており、２群筒２０２は、カム溝５０１ｂの軌跡に沿って光軸方向へ直進移動する。

１群筒１０２は、カムピン１０３がカム筒５０１のカム溝５０１ａに係合している。また、直進ガイド凹部１０２ａが直進筒５０２の１群直進ガイド凸部５０２ｃに係合して回転規制されており、１群筒１０２は、カム溝５０１ａの軌跡に沿って光軸方向へ直進移動する。

このように、１〜４群レンズ（１０１、２０１、３０１、４０１）は、図１１の実線の軌跡で移動し、収納状態（図１２）、ＷＩＤＥ状態（図１３）、ＴＥＬＥ状態（図１４）となる。

（４群内動作）
前述のように、４群保持部材４０２の駆動機構が設けられており、上述のズーム動作とは独立に駆動可能となっている。

図１１の実線ａが４群レンズ４０１の所定軌跡である。図１１の破線ｂは、上述のズーム動作（固定筒５０５のカム溝５０５ａとカム筒５０１のカム溝５０１ｄの合成軌跡）で４群レンズ４０１が移動する軌跡である。

この所定軌跡実線ａとズーム動作軌跡破線ｂの差分ｃは、前述の４群保持部材４０２の駆動機構により、４群保持部材４０２を移動させることで吸収され、実線ａの所定軌跡となる。

以上のように１〜４群レンズ（１０１、２０１、３０１、４０１）のズーム動作が行われる。その後、必要に応じてステッピングモータ４０５に通電し、４群保持部材４０２を光軸方向に移動させてフォーカス動作が行われる。

以上、説明したように、１〜４群構成部（１００、２００、３００、４００）の直進案内部材である直進筒５０２（第２の直進筒）を４群筒４０３（第１の直進筒）で直進案内するように構成している。

そして、４群筒４０３（第１の直進筒）にカムフォロア４０３ａを形成し、カム筒５０１のカム溝５０１ｄに係合させて、カム溝５０１ｄの軌跡によって、４群筒４０３を光軸方向へ移動させるようにしている。

このことにより、４群筒４０３の光軸方向への移動量を小さくしており、固定筒５０５の主直進溝５０５ｃ、副直進溝５０５ｄは、カム溝５０５ａ、貫通カム孔５０５ｂを跨ぐことなく形成されている。

４群筒４０３には、外周側にフランジ部４０３ｃ、内周側にフランジ部４０３ｆが形成されており、４群筒４０３の剛性を向上させている。

このことにより、４群筒４０３と固定筒５０５の回転規制、及び直進筒５０２と４群筒４０３の回転規制時の４群筒４０３の変形を抑えることができ、安定したズーム動作が可能となる。

抜け止め部材５０３を、カム筒５０１の内周側に直進筒５０２が組み込まれた状態で、直進筒５０２に周方向３箇所に形成されている係止部５０２ｆに係止している。これにより、鏡筒を径方向に大きくすることなく、カム筒５０１と直進筒５０２を相対回転可能に一体化できる（カム筒５０１の抜け止めを行うことができる）。

抜け止め部材５０３の周方向に３箇所形成された立ち曲げ部５０３ａ、５０３ｂを、直進筒５０２の周方向３箇所に形成されている切り欠き部５０２ｇの両脇にそれぞれ設けられた凹部５０２ｈ、５０２ｉに係合させている。

これにより、ズーム動作時の直進筒５０２に形成された切り欠き部５０２ｇによる直進筒５０２全体の変形を防ぎ、剛性を保てるので、安定したズーム動作が可能である。

４群レンズ４０１の光学的所定位置（図１１の実線ａ）への移動を、ズーム動作（カム溝５０５ａとカム溝５０１ｄの合成軌跡）と、４群筒４０３の内周側に設けられた４群保持部材４０２の駆動機構とによって行う。

よって、ベース部材５０７に４群保持部材４０２の駆動機構を設けるよりもスクリュー４０５ａの光軸方向の長さを短くでき、鏡筒ユニット内部のスペースを必要としない。

本発明の実施の形態に係るズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。本発明の実施の形態に係るズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。本発明の実施の形態に係るズームレンズ鏡筒の分解斜視図である。図１における１群構成部１００の図１と反対側からの斜視図である。図１における４群構成部４００の図１と反対側からの斜視図である。図１における４群構成部４００の分解斜視図である。図１におけるカム筒５０１の展開図である。図１における直進筒５０２に２群筒２０２、３群駆動ユニット３０３が組み付けられた状態での１群筒１０２、４群筒４０３との関係を示す分解斜視図である。図１におけるカム筒５０１の内側に直進筒５０２が組まれ、抜け止め部材５０３が取り付けられた状態を示す斜視図である。図１におけるカム筒５０１の内側に直進筒５０２が組まれ、抜け止め部材５０３が取り付けられた状態を示す断面図である。図１における固定筒５０５の内面展開図である。図１における固定筒５０５と４群筒４０４、カム筒５０１の関係を示す斜視図である。図１のズームレンズ鏡筒における１〜４群レンズ（１０１、２０１、３０１、４０１）の収納状態、ＷＩＤＥ状態、ＴＥＬＥ状態への移動軌跡を示す図である。図１のズームレンズ鏡筒の収納状態の断面図である。図１のズームレンズ鏡筒のＷＩＤＥ状態の断面図である。図１のズームレンズ鏡筒のＴＥＬＥ状態の断面図である。

符号の説明

１００１群構成部
１０１１群レンズ
２００２群構成部
２０１２群レンズ
３００３群構成部
３０１３群レンズ
４００４群構成部
４０１４群レンズ
４０３４群筒（第１の直進筒）
４０３ｃ、４０３ｆフランジ部
５００ズーム構成部
５０１カム筒
５０２直進筒（第２の直進筒）
５０２ｆ係止部
５０２ｈ、５０２ｉ凹部
５０３抜け止め部材
５０３ａ、５０３ｂ立ち曲げ部

Claims

複数のレンズ群と、
前記複数のレンズ群を光軸方向へ移動させるためのカムが形成されたカム筒と、
前記カム筒を係合させるためのカムが形成された固定筒と、
前記カム筒に形成されたカムに係合され前記固定筒に直進案内される第１の直進筒と、
前記複数のレンズ群を光軸方向に直進案内するする第２の直進筒とを備え、
前記第２の直進筒は、前記第１の直進筒に直進案内されることを特徴とするズームレンズ鏡筒。
前記第１の直進筒には、フォーカス群駆動機構が備えられていることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ鏡筒。
複数のレンズ群と、
前記複数のレンズ群を光軸方向へ移動させるためのカムが形成されたカム筒と、
前記カム筒を係合させるためのカムが形成された固定筒と、
前記カム筒に形成されたカムに係合され前記固定筒に直進案内される第１の直進筒と、
前記複数のレンズ群を光軸方向に直進案内するする第２の直進筒とを備え、
前記第２の直進筒は、前記第１の直進筒に直進案内され、
前記第１の直進筒は、外周側と内周側にフランジ部を有し、
前記第２の直進筒は、周方向３箇所に係止部を有し、前記カム筒の内周側に前記第２の直進筒が互いに回転可能に組み込まれた状態で、抜け止め部材が前記係止部に係止され、
前記抜け止め部材は、周方向に３箇所形成された立ち曲げ部を有し、前記第２の直進筒は、凹部を有し、前記立ち曲げ部が前記凹部に係合され、
前記第１の直進筒には、フォーカス群駆動機構が備えられていることを特徴とするズームレンズ鏡筒。
請求項１乃至３のいずれかに記載のズームレンズ鏡筒を備える撮像装置。