JP2011039097A - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】沈胴時の撮像装置の薄型化を図ることができるとともに、スムースな沈胴動作を可能にすることができるレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒は、第１レンズ群１０１を保持する第１レンズ保持枠２０１と、開閉可能に配置され、閉じ状態で第１レンズ群１０１を保護するバリア２２と、該バリア２２を開く方向に付勢する第１付勢部材２３と、沈胴時に第１付勢部材２３の付勢力に抗してバリア２２を閉じ方向に駆動し、撮影時に第１付勢部材２３の付勢力によってバリア２２を開く方向に駆動する駆動部材２４と、第２レンズ群１０２を保持する第２レンズ保持枠２０３と、沈胴時に第２レンズ保持枠２０３を被写体側に付勢する第２付勢部材３５と、第２レンズ保持枠２０３が沈胴位置に達した後に、駆動部材２５により第１付勢部材２３の付勢力に抗してバリア２２を閉じ方向に駆動するように該駆動部材２５の駆動を制御する制御機構２４ａ，２１０ｂと、を備える。
【選択図】図１１

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるズーム動作が可能なレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。

近年のデジタルカメラ等の撮像装置では、レンズ鏡筒をカメラ本体に効率よく収納して、収納状態（沈胴状態）におけるカメラの外観形状をより薄型化することが要求されている。

このような観点から、第２レンズ群を保持するレンズ枠と枠体との間にコイルバネを介装したレンズ鏡筒が提案されている（特許文献１）。

この提案では、レンズ鏡筒の沈胴時には、第１レンズ群を保持する筒部材によってレンズ枠をコイルバネの付勢力に抗して押して光軸方向に移動させ、レンズ枠と枠体との間隔を狭くする。また、撮影時には、コイルバネの付勢力によってレンズ枠と枠体とが常に一定の相対位置関係になるようにし、これにより、沈動時のカメラの薄型化が図れるとしている。

特開２００６−１７９２８号公報

ところで、沈胴式ズームレンズ鏡筒では、通常、非撮影時に第１レンズ群を保護するため、第１レンズ群の前方にレンズバリア機構が設けられている。レンズバリア機構のバリア羽根は、バネによって閉じる方向に付勢されており、レンズ鏡筒の沈胴位置への移動時には、レンズ鏡筒に対してバネの付勢力による負荷が作用する。

従って、上記特許文献１のように、レンズ鏡筒の沈胴時に、筒部材でレンズ枠をコイルバネの付勢力に抗して光軸方向に移動させると、沈胴時に、レンズ鏡筒に対して、コイルバネの付勢力による負荷とレンズバリア機構のバネの付勢力による負荷とが作用する。

このため、レンズ鏡筒を光軸方向に駆動するモータの負荷トルクが増大し、レンズ鏡筒のスムースな沈胴動作ができなくなる可能性がある。

そこで、本発明は、沈胴時の撮像装置の薄型化を図ることができるとともに、スムースな沈胴動作を可能にすることができるレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、第１レンズ群を保持する第１レンズ保持枠と、開閉可能に配置され、閉じ状態で前記第１レンズ群を保護するバリアと、該バリアを開く方向に付勢する第１付勢部材と、沈胴時に前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記バリアを閉じ方向に駆動し、撮影時に前記第１付勢部材の付勢力によって前記バリアを開く方向に駆動する駆動部材と、第２レンズ群を保持する第２レンズ保持枠と、沈胴時に前記第２レンズ保持枠を被写体側に付勢する第２付勢部材と、前記第２レンズ保持枠が沈胴位置に達した後に、前記駆動部材により前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記バリアを閉じ方向に駆動するように該駆動部材の駆動を制御する制御機構と、を備える。

本発明によれば、レンズ鏡筒の沈胴時の撮像装置の薄型化を図ることができるとともに、レンズ鏡筒のスムースな沈胴動作を可能にすることができる。

本発明の実施形態の一例であるレンズ鏡筒の収納状態（沈胴状態）での断面図である。 レンズ鏡筒のワイド状態での断面図である。 レンズ鏡筒のテレ状態での断面図である。 レンズ鏡筒の分解斜視図である。 ＣＣＤホルダと３群鏡筒の組立体の斜視図である。 固定カム筒の内周面の展開図である。 第１移動カム筒の内周面の展開図である。 第１直進ガイド筒の外周面の展開図である。 第１直進ガイド筒の内周面の展開図である。 第２移動カム筒の内周面の展開図である。 １群鏡筒の分解斜視図である。 第１移動カム筒と第１直進ガイド筒との分解斜視図である。 第２移動カム筒と第２直進ガイド筒との分解斜視図である。 （ａ）及び（ｃ）は駆動ピンと貫通カムとの関係を示す図、（ｂ）及び（ｄ）はフォロワピンとカム溝との関係を示す図である。 バリアスプリングとテーパスプリングによるレンズ鏡筒に対する負荷の発生タイミングを示すタイミングチャート図である。

以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施形態の一例であるレンズ鏡筒の収納状態（沈胴状態）での断面図、図２はレンズ鏡筒のワイド状態での断面図、図３はレンズ鏡筒のテレ状態での断面図、図４はレンズ鏡筒の分解斜視図、図５はＣＣＤホルダと３群鏡筒の組立体の斜視図である。なお、本実施形態では、デジタルカメラ等の撮像装置に搭載されるズームレンズ鏡筒を例に採る。

本実施形態のレンズ鏡筒は、第１レンズ群１０１を保持する１群鏡筒２０１と、第２レンズ群１０２を保持する２群ホルダ２０２及び絞り・シャッタを有する２群ベース２０３を備える２群ユニットと、第３レンズ群１０３を保持する３群鏡筒２０４とを備える。

１群鏡筒２０１及び２群ユニットは、変倍系のレンズ群であり、２群ユニットは、撮影時の手振れなどを補正する防振機構を備える。３群鏡筒２０４は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ群となっている。

また、本実施形態のレンズ鏡筒は、第２移動カム筒２０９、第２直進ガイド筒２１０、第１移動カム筒２０７、第１直進ガイド筒２０８、固定カム筒２０５及びＣＣＤホルダ２０６を備える。

固定カム筒２０５には、ＣＣＤホルダ２０６がビス等により締結される。ＣＣＤホルダ２０６には、ＣＣＤプレート１１を介してＣＣＤセンサ１０４が取り付けられており、ＣＣＤセンサ１０４の被写体側には、光学フィルタ１４がＣＣＤマスク１２とＣＣＤゴム１３の間に挟まれた状態で配置されている。

図５に示すように、ＣＣＤホルダ２０６には、ズーム及びフォーカス時のレンズの初期位置を検出するためのフォトインタラプタ３６，３７が取り付けられている。また、ＣＣＤホルダ２０６には、ズームモータ２１２が固定され、ズームモータ２１２の発生パルスは、フォトインタラプタ３８，３９によりカウントされる。なお、フォトインタラプタ３６，３７，３８，３９の詳細については、後述する。ズームモータ２１２の回転駆動力は、ギヤ列２１３を介してギヤ２１１に伝達される。

ＣＣＤホルダ２０６には、３群鏡筒２０４が光軸方向に移動可能に支持されている。

すなわち、ＣＣＤホルダ２０６には、撮影光軸と平行に延びるＡＦガイド軸３１が圧入固定されており、回転規制用のサブガイド軸３２がＣＣＤホルダ２０６に一体形成されている。このＡＦガイド軸３１に対して３群鏡筒２０４に形成したガイド孔２０４ａが摺動可能に嵌合されている。

３群鏡筒２０４は、ＡＦスプリング３３によって光軸方向の被写体側に付勢されており、また、３群鏡筒２０４の被写体側には、ＡＦモータ３４のスクリュー（不図示）に螺合するＡＦナット（不図示）が設けられている。ＡＦモータ３４のスクリューが回転すると、３群鏡筒２０４がＡＦナットと一体に光軸方向に進退移動する。

３群鏡筒２０４には、遮光板２０４ｂが一体に形成されており、遮光板２０４ｂは、フォトインタラプタ３７のスリット部に進退可能な位置に配置されている。また、ＣＣＤホルダ２０６には、図５に示すように、沈胴時に２群ユニットを光軸方向の被写体側に付勢するためのテーパスプリング３５が３箇所に配置されている。

図６は、固定カム筒２０５の内周面の展開図である。

図６に示すように、固定カム筒２０５の内周面には、カム溝２０５ａが周方向に略等間隔で３箇所形成されているとともに、光軸に平行な直進ガイド溝２０５ｂが３箇所形成されている。

図４に示すように、固定カム筒２０５の内周側には、第１移動カム筒２０７が配置され、第１移動カム筒２０７の外周面には、図１２に示すように、固定カム筒２０５のカム溝２０５ａに係合する３本のフォロワピン２０７ａが一体に設けられている。

第１移動カム筒２０７の外周面には、撮影光軸と平行なギヤ歯を有するギヤ部２０７ｇが形成されており、ギヤ部２０７ｇにギヤ２１１の回転が伝達される。これにより、第１移動カム筒２０７は、フォロワピン２０７ａと固定カム筒２０５のカム溝２０５ａとのカム係合により回転しながら光軸方向に移動する。

図７は、第１移動カム筒２０７の内周面の展開図である。

図７に示すように、第１移動カム筒２０７の内周面には、２群ユニットを光軸方向に移動させるための２群カム溝２０７ｂが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。

２群カム溝２０７ｂのうち、レンズ鏡筒の沈胴領域におけるカム溝２０７ｆの光軸方向の図の下側の形状は省かれた形状になっており、これにより、沈胴時のレンズ鏡筒の全長を短くすることを可能にしている。沈胴時の第１移動カム筒２０７による２群ユニットの保持方法については、後述する。第１移動カム筒２０７の前端側内周面には、周方向に延びるカム溝２０７ｃが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。

また、第１移動カム筒２０７の後端側内周面には、周方向に延びる二条の溝部２０７ｄ１，２０７ｄ２、溝部２０７ｄ３，２０７ｄ４、溝部２０７ｄ５，２０７ｄ６が周方向に略等間隔で形成されている。

溝部２０７ｄ１，２０７ｄ２の光軸方向の間隔は、溝部２０７ｄ３，２０７ｄ４の光軸方向の間隔より広く、溝部２０７ｄ３，２０７ｄ４の光軸方向の間隔は、溝部２０７ｄ５，２０７ｄ６の光軸方向の間隔より広く設定されている。

第１移動カム筒２０７の内周側には、第１直進ガイド筒２０８が第１移動カム筒２０７に対して回転方向に摺動可能に配置されている（図１）。

図８は、第１直進ガイド筒２０８の外周面の展開図である。

図８に示すように、第１直進ガイド筒２０８には、貫通カム２０８ｅ及び第１直進ガイド溝２０８ｆがそれぞれ周方向に略等間隔で３箇所形成されている。また、図７、図８及び図１２に示すように、第１直進ガイド筒２０８の前端部には、第１移動カム筒２０７のカム溝２０７ｃに係合するテーパピン２０８ａが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。

第１移動カム筒２０７のカム溝２０７ｃと第１直進ガイド筒２０８のテーパピン２０８ａが係合することで、第１移動カム筒２０７と第１直進ガイド筒２０８との光軸方向及び径方向のがたつきを防止するとともに、耐衝撃性を向上することができる。

また、第１直進ガイド筒２０８の後端部には、第１移動カム筒２０７の溝部２０７ｄ１〜２０７ｄ６に対応する矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６が突設されている。

ここで、図８を参照して、貫通カム２０８ｅと第１直進ガイド溝２０８ｆとで囲まれる領域をＸ、貫通カム２０８ｅよりも被写体側の領域をＹとする。領域Ｘは、貫通カム２０８ｅと第１直進ガイド溝２０８ｆによって周囲を切り欠かれている為、Ｚ１部とＺ２部のみで支持されており、領域Ｙと比較して耐衝撃性が低い。

そして、領域Ｙには、テーパピン２０８ａが配置され、領域Ｘには、矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６が配置されている。矩形ピン２０８ｂ２，２０８ｂ４，２０８ｂ６は、光軸方向に同じ高さで配置されている。矩形ピン２０８ｂ１，２０８ｂ３，２０８ｂ５は、周方向の間隔及び光軸方向の高さも異なるように配置されている。

ここで、矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６の幅に対して対応する溝部２０７ｄ１〜２０７ｄ６の幅が大きく形成されて、矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６と溝部２０７ｄ１〜２０７ｄ６との凹凸嵌合部には、すき間が形成されている。

従って、第１移動カム筒２０７が回転しながら光軸方向に移動する際には、矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６は、溝部２０７ｄ１〜２０７ｄ６に係合しないようになっている。このため、矩形ピン２０８ｂ１〜２０８ｂ６は、落下などの衝撃が加わった際に静圧受け部として機能して耐衝撃性を確保する役割を果たすが、レンズ鏡筒のズーム動作を妨げることはない。

また、第１直進ガイド筒２０８の外周部には、直進ガイドキー２０８ｈが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。直進ガイドキー２０８ｈが固定カム筒２０５の直進ガイド溝２０５ｂとカム係合することで、第１直進ガイド筒２０８は光軸方向へ移動の際に回転が規制される（図５、図８、図１２）。

すなわち、第１移動カム筒２０７と第１直進ガイド筒２０８とは、光軸方向及び径方向にがたつきの少ない状態で結合する。そして、第１移動カム筒２０７がギヤ列２１３からの駆動力により回転しながら光軸方向に移動すると、第１直進ガイド筒２０８も第１移動カム筒２０７とバヨネット結合しながら光軸方向に直進移動する。

図９は、第１直進ガイド筒２０８の内周面の展開図である。

第１直進ガイド筒２０８の内周面には、前記貫通カム２０８ｅと形状が同じで周方向に位相が異なるカム溝２０８ｃ，２０８ｄと、光軸に平行な第２直進ガイド溝２０８ｇとがそれぞれ周方向に略等間隔で３箇所形成されている。

カム溝２０８ｃ，２０８ｄは、第１直進ガイド溝２０８ｆによって沈胴領域で分断され、分断された箇所には、面取りが施されている。第１直進ガイド溝２０８ｆは、２群ユニットが光軸方向に移動する際に回転を規制する為のガイド溝である。

ここで、図４に示すように、２群ユニットは、本発明の第２レンズ保持枠の一例に相当する２群ベース２０３の３本のフォロワピン２０３ａが第１移動カム筒２０７の２群カム溝２０７ｂに係合している。また、３本のフォロワピン２０３ａの根元２０３ｂが第１直進ガイド筒２０８の第１直進ガイド溝２０８ｆと係合している。

そして、第１移動カム筒２０７が回転しながら光軸方向に移動すると、２群ユニットは、カム溝２０７ｂに倣って光軸方向に直進移動する。

また、図１及び図４に示すように、第１直進ガイド筒２０８の内周側には、第２移動カム筒２０９及び第２直進ガイド筒２１０が配置されている。

第２移動カム筒２０９の外周面には、図１３に示すように、第１直進ガイド筒２０８のカム溝２０８ｃ，２０８ｄと係合するフォロワピン２０９ａと、第１直進ガイド筒２０８の貫通カム２０８ｅを貫通する駆動ピン２０９ｂとが設けられている。フォロワピン２０９ａは、他の筒のフォロワピンと同様にテーパ形状であるが、駆動ピン２０９ｂは、円柱形状をなしている。

また、駆動ピン２０９ｂは、第１移動カム筒２０７の駆動直進溝２０７ｅに係合している。駆動ピン２０９ｂは、第１移動カム筒２０７の回転により駆動直進溝２０７ｅを介して回転し、第２移動カム筒２０９は、第１直進ガイド筒２０８のカム溝２０８ｃ，２０８ｄに倣って、第１移動カム筒２０７と共に回転しながら光軸方向に移動する。

上述したように、第１直進ガイド筒２０８の内周面に形成されているカム溝２０８ｃ，２０８ｄは二つに分断されているが、第２移動カム筒２０９のフォロワピン２０９ａと係合するのは、撮影領域のカム溝２０８ｄである。沈胴領域のカム溝２０８ｃは、第２移動カム筒２０９のフォロワピン２０９ａの形状よりも大きく形成されており、カム溝として機能しない。

また、第１直進ガイド筒２０８に形成されている貫通カム２０８ｅは、沈胴領域から撮影領域（ワイド位置）に移る手前で徐変されており、第２移動カム筒２０９の駆動ピン２０９ｂと係合するのは沈胴領域のみである。撮影領域では、貫通カム２０８ｅの幅は徐変されて、駆動ピン２０９ｂよりも大きくなり、駆動ピン２０９ｂと係合しなくなる。

すなわち、沈胴領域では、第２移動カム筒２０９の駆動ピン２０９ｂが第１直進ガイド筒２０８の貫通カム２０８ｅと係合状態にあり、撮影領域では、第２移動カム筒２０９のフォロワピン２０９ａが第１直進ガイド筒２０８のカム溝２０８ｄと係合状態にある。

図１０は、第２移動カム筒２０９の内周面の展開図である。

第２移動カム筒２０９の内周面には、１群鏡筒２０１を光軸方向に移動させるためのカム溝２０９ｃ，２０９ｄが周方向の略等間隔で３箇所形成されている。カム溝２０９ｃ，２０９ｄは、光軸方向に互いに離間配置されている。

第２移動カム筒２０９の内側には、第２直進ガイド筒２１０が第２移動カム筒２０９に対して回転方向に摺動可能に配置されている。

第２移動カム筒２０９の内周面に形成される摺動部と第２直進ガイド筒２１０の外周面に形成される摺動部とによって、径方向にがたつきが生じることなく、相対的に回転移動が可能となっている。

また、第２移動カム筒２０９の内周面に形成される摺動部の上側の面と、第２直進ガイド筒２１０の外周面に形成される摺動部の下側の面とでバヨネット結合される。これにより、第２移動カム筒２０９が回転しながら光軸方向に移動すると、第２直進ガイド筒２１０も第２移動カム筒２０９と共に光軸方向に移動する。

このとき、第２直進ガイド筒２１０の外周部に形成された直進ガイドキー２１０ｅが第１直進ガイド筒２０８の内周面に形成された第２直進ガイド溝２０８ｇと係合することで、第２直進ガイド筒２１０は、光軸方向に移動する際に回転が規制される。

従って、第１移動カム筒２０７の回転移動によって第２移動カム筒２０９が回転移動を開始すると、第２直進ガイド筒２１０は、第２移動カム筒２０９とバヨネット結合して、光軸方向に直進移動を始める。

第２直進ガイド筒２１０の外周部には、１群鏡筒２０１が光軸方向に移動する際に直進ガイドする為のガイド溝２１０ａが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。また、第２直進ガイド筒２１０には、遮光板２１０ｆ（図１３）が一体に形成されており、遮光板２１０ｆは、ズーム用のフォトインタラプタ３６のスリット部に進退可能な位置に配置されている。

ここで、遮光板２１０ｆは、レンズ鏡筒の沈胴時には、フォトインタラプタ３６のスリット部に進入し、レンズ鏡筒の繰り出し時には、フォトインタラプタ３６のスリット部から光軸方向に退避する。

第２移動カム筒２０９の内周側には、図１及び図４に示すように、本発明の第１レンズ保持枠の一例に相当する１群鏡筒２０１が配置される。１群鏡筒２０１には、図１１に示すように、光軸方向に位置が異なり、周方向に位相が同じである２種類の形状の異なるフォロワピン２０１ａ，２０１ｂが周方向に略等間隔で３箇所形成されている。フォロワピン２０１ａはフォロワピン２０１ｂより被写体側に配置されている。

フォロワピン２０１ａは、１群鏡筒２０１と一体に形成され、第２移動カム筒２０９のカム溝２０９ｃに係合し、フォロワピン２０１ｂは、金属ピン等で形成され、１群鏡筒２０１に対して圧入固定されて、第２移動カム筒２０９のカム溝２０９ｄに対応する。第２移動カム筒２０９のカム溝２０９ｄは、フォロワピン２０１ｂの形状よりも溝幅が広く、カム溝として機能しないようになっている。

すなわち、フォロワピン２０１ａ，２０１ｂのうち、フォロワピン２０１ａがカム溝２０９ｃと係合することで、光軸方向のがたつきを防止し、フォロワピン２０１ｂは、落下などの衝撃時の耐衝撃性を高める役割を果たす。

また、１群鏡筒２０１の内周面には、第２直進ガイド筒２１０の外周部に形成された直進ガイド溝２１０ａに係合する係合部（不図示）形成されており、該係合部は、１群鏡筒２０１が光軸方向を移動する際にガイドとしての役割を果たす。

そして、第２移動カム筒２０９が回転しながら光軸方向に移動する際に、１群鏡筒２０１は、カム溝２０９ｃを介して回転することなく光軸方向に直進移動する。

次に、図１１を参照して、１群鏡筒２０１に取り付けられるレンズバリア機構について説明する。

図１１に示すように、１群鏡筒２０１の前端部には、非撮影時に撮影開口を閉じて撮影光学系を保護するためのレンズバリア機構が設けられている。

レンズバリア機構は、第１レンズ群１０１を保護するバリア羽根２２と、バリア羽根２２を開閉方向に駆動するバリアムーブリング２４と、バリア羽根２２及びバリアムーブリング２４を回転方向に付勢するバリアスプリング２３とを備える。バリア羽根２２の被写体側には、撮影開口が形成されて、バリア羽根２２を覆うバリアカバー２１が設けられている。

バリアスプリング２３は、引張りコイルバネであり、バリア羽根２２の掛止部２２ａとバリアムーブリング２４の不図示の掛止部とに掛止され、バリア羽根２２を開く方向に付勢する。バリア羽根２２は、開閉可能に配置され、孔部２２ｂがバリアカバー２１の不図示の軸部に回動可能に支持されている。

レンズ鏡筒の沈胴時は、１群鏡筒２０１と第２直進ガイド筒２１０とは近接配置され、バリアムーブリング２４から像面側に延びる延設片２４ａが第２直進ガイド筒２１０に形成された切欠き状の受け部２１０ｂ（図１３参照）に当接している。このため、バリアムーブリング２４は、バリアスプリング２３の付勢力によって回転することは出来ない。

この状態では、バリアムーブリング２４の作動部２４ｂはバリア羽根２２の被作動部２２ｃに当接せず、バリア羽根２２は、バリアスプリング２３の付勢力に抗して閉じる方向に回動し、バリアカバー２１の撮影開口が閉じられる。

ここで、本実施形態では、バリアムーブリング２４が本発明の駆動部材の一例に相当し、バリアムーブリング２４から像面側に延びる延設片２４ａと、第２直進ガイド筒２１０に形成された切欠き状の受け部２１０ｂとが本発明の制御機構の一例に相当する。

一方、レンズ鏡筒の撮影時には、１群鏡筒２０１と第２直進ガイド筒２１０とは相対的に離れた位置に配置される。

この状態では、バリアムーブリング２４の延設片２４ａが第２直進ガイド筒２１０の受け部２１０ｂから離れて、バリアスプリング２３の付勢力が開放される。これにより、バリアスプリング２３の付勢力によりバリアムーブリング２４が回転して、バリアムーブリング２４の作動部２４ｂがバリア羽根２２の被作動部２２ｃに当接し、バリア羽根２２が開く方向に回動してバリアカバー２１の撮影開口が開かれる。

次に、レンズ鏡筒における全体的な繰り出し動作及び収納動作について説明する。

図１は、レンズ鏡筒の収納状態（沈胴状態）での断面図である。このとき、１群鏡筒２０１のフォロワピン２０１ａが第２移動カム筒２０９のカム溝２０９ｃに係合している。

また、２群ユニットは、テーパスプリング３５によって光軸方向を被写体側に付勢され、第１移動カム筒２０７に設けられたカム溝２０７ｆの光軸方向の図７の上側の面に押し付けられた状態で保持されている。

更に、１群鏡筒２０１に取り付けられているレンズバリア機構のバリアカバー２１の撮影開口は、バリア羽根２２により閉じられている。

レンズ鏡筒が収納状態から撮影状態に移行するために、ズームモータ２１２の駆動力をギヤ列２１３を介してギヤ２１１に伝達する。これにより、第１移動カム筒２０７は、フォロワピン２０７ａと固定カム筒２０５の内周面に形成されたカム溝２０５ａとの係合によって回転しながら光軸方向に移動して繰り出される。

このとき、第１直進ガイド筒２０８は、テーパピン２０８ａと第１移動カム筒２０７のカム溝２０７ｃとがバヨネット結合されて、光軸方向及び径方向にがたつきのない状態で支持される。

そして、第１直進ガイド筒２０８は、固定カム筒２０５により回転が規制された状態で、第１移動カム筒２０７と同じ軌跡で直進移動する。

第１移動カム筒２０７が光軸方向に繰り出すと、第１直進ガイド筒２０８の第１直進ガイド溝２０８ｆにより直進案内される２群ユニットは、２群ベース２０３のフォロワピン２０３ａと第１移動カム筒２０７のカム溝２０７ｂの係合により光軸方向に直進移動する。これにより、レンズ鏡筒は、図２に示すように、撮影状態（ワイド状態）に保持される。

第１移動カム筒２０７の回転により、２群ユニットが２群カム溝２０７ｂ内に入り込んで光軸方向に直進移動を開始すると、２群ユニットは、テーパスプリング３５の付勢力から開放されて、２群カム溝２０７ｂに沿って移動する。

また、第１移動カム筒２０７の繰り出し動作により、第２移動カム筒２０９は、駆動ピン２０９ｂと第１直進ガイド筒２０８の貫通カム２０８ｅとの係合によって回転しながら光軸方向に繰り出されて沈胴領域を移動する。

沈胴位置における第１移動カム筒２０７の駆動溝２０７ｅに対する第２移動カム筒２０９の駆動ピン２０９ｂの位置は、図７の位置２０９ｂ１であり、このとき、３つの駆動ピン２０９ｂは全て駆動溝２０７ｅと係合している。

沈胴領域においては、図１４（ｂ）に示すように、第２移動カム筒２０９のフォロワピン２０９ａと第１直進ガイド筒２０８のカム溝２０８ｃとは係合していない状態である。駆動ピン２０９ｂは、図１４（ａ）に示すように、光軸方向には貫通カム２０８ｅと係合しているが、径方向には規制されていないため、第１直進ガイド筒２０８と第２移動カム筒２０９との間には径方向にがたつきが生じる。

この場合、沈胴領域は、撮影不可領域であるので、第１直進ガイド筒２０８と第２移動カム筒２０９との間に多少のがたつきがあっても問題はなく、径方向にがたつきを持たせることで、沈胴領域から撮影領域に移動する際の鏡筒の駆動負荷を減らすことができる。

ここで、第１移動カム筒２０７の駆動溝２０７ｅは、図７に示すように、第１移動カム筒の溝部２０７ｄ１，２０７ｄ３，２０７ｄ５によって切り欠かれており、沈胴状態から第２移動カム筒２０９が繰り出していくと、この切り欠きを通過することになる。

しかし、溝部２０７ｄ１，２０７ｄ３，２０７ｄ５は、３箇所共に光軸方向の高さが異なるように形成され、１箇所駆動溝２０７ｅが切り欠かれた領域においても他の２箇所の駆動溝２０７ｅと駆動ピン２０９とは常に係合している為、ズーム動作に影響はない。

また、図７に示すように、位置２０９ｂ２，２０９ｂ３は、それぞれワイド状態、テレ状態における第２移動カム筒２０９の駆動ピン２０９ｂの位置であるが、撮影領域においては、駆動ピン２０９ｂと駆動溝２０７ｅとは常に３箇所全てが係合している。このため、更にスムースなズーム動作が可能となる。

第２移動カム筒２０９が回転しながら光軸方向に移動すると、ワイド位置の手前で第１直進ガイド筒２０８のカム溝２０８ｃ，２０８ｄが第１直進ガイド溝２０８ｆによって分断されている為、フォロワピン２０９ａがカム溝２０８ｃから一旦抜ける。第２移動カム筒２０９がさらに光軸方向に移動すると、フォロワピン２０９ａは再びカム溝２０８ｄに入り込む。

カム溝２０８ｃ，２０８ｄが分断されている領域において、貫通カム２０８ｅは、徐変して幅が広くなり、図１４（ｃ）に示すように、駆動ピン２０９ｂと係合しなくなる。逆に、フォロワピン２０９ａとカム溝２０８ｄとは、図１４（ｄ）に示すように、係合し、第２移動カム筒２０９は、撮影領域（ワイド位置）に保持される（図２）。

また、カム溝２０８ｃ，２０８ｄの分断された箇所には、面取りが施されているため、フォロワピン２０９ａは、カム溝２０８ｄに入り込むときでも引っ掛かることなくスムースなズーム動作が可能となる。

フォロワピン２０９ａは、テーパピンであるため、フォロワピン２０９ａとカム溝２０８ｄが係合した撮影状態において、第２移動カム筒２０９は、第１直進ガイド筒２０８に対して光軸方向及び径方向においてがたつくことなく保持される。

第２直進ガイド筒２１０は、第２移動カム筒２０９とバヨネット結合され、かつ第１直進ガイド筒２０８に形成されている第２直進ガイド溝２０８ｇによって回転が規制されている。この為、第２移動カム筒２０９が回転しながら光軸方向に移動すると、第２直進ガイド筒２１０は、第２移動カム筒２０９と共に光軸方向を直進移動してワイド位置に保持される。

また、第２移動カム筒２０９が光軸方向に繰り出すと、第２直進ガイド筒２１０の直進ガイド溝２１０ａを介して直進案内された１群鏡筒２０１は、フォロワピン２０１ａと第２移動カム筒２０９のカム溝２０９ｃの係合によって光軸方向に直進移動する。

１群鏡筒２０１は、光軸方向に移動を開始すると、第２移動カム筒２０９のカム軌跡によって、第２直進ガイド筒２１０に対して相対的に離れていく。

１群鏡筒２０１と第２直進ガイド筒２１０とが離れることによって沈胴時に受け部２１０ｂに当接していた延設片２４ａが該受け部２１０ｂから離れ、バリアスプリング２３の付勢力が開放される。この付勢力により、バリアムーブリング２４が回転してバリア羽根２２が開き、１群鏡筒２０１が更に光軸方向を移動することでワイド位置に保持される（図２）。

すなわち、ＣＣＤセンサ１０４に対する第１レンズ群１０１の繰り出し位置は、第１直進ガイド筒２０８の前方移動量と第２移動カム筒２０９の前方移動量と第２移動カム筒２０９のカム繰り出し量との合算値として決まる。

また、ＣＣＤセンサ１０４に対する第２レンズ群１０２の繰り出し位置は、第１移動カム筒１０７の前方移動量と第１移動カム筒１０７のカム繰り出し量との合算値として決まる。

撮影領域であるワイド状態から、さらにズームモータ２１２を駆動すると、前述したように、第１レンズ群１０１を保持する１群鏡筒２０１及び第２レンズ群１０２を保持する２群ユニットが光軸上を移動し、図３に示すテレ状態になる。

更に、第１直進ガイド筒２０８の精度カムであるカム溝２０８ｄは、図８及び図９に示すように、領域Ｙに形成されている。このカム溝２０８ｄの裏には、テーパピン２０８ａが配置されている為、第２移動カム筒２０９は第１移動カム筒２０７に対して、倒れの少ない関係になっている。

すなわち、第２移動カム筒２０９に係合する１群鏡筒２０１の第１レンズ群１０１と、第１移動カム筒２０７に係合する２群ユニットの第２レンズ群１０２も、互いの倒れを少なくすることが可能となる。

また、ワイド位置からテレ位置までの撮影領域では、被写体距離に応じてＡＦモータ３４を駆動することにより、第３レンズ群１０３を保持する３群鏡筒２０４が光軸方向へ移動し、フォーカシングがなされる。

電源をオフしてズームモータ２１２を逆方向に回転させると、レンズ鏡筒は繰り出し時とは逆の収納動作を行い、沈胴位置まで移動される。この収納位置への移動の途中で、第２移動カム筒２０９のフォロワピン２０９ａはカム溝２０８ｄから抜け、再びカム溝２０８ｃに入り込んで沈胴状態となる。

また、カム溝２０８ｃの分断された箇所には、面取りが施されているため、フォロワピン２０９ａは、カム溝２０８ｃに入り込むときでも引っ掛かることなくスムースな沈胴動作が可能となる。

沈胴動作が行われると、第１移動カム筒２０７も逆の回転動作を行い、２群ユニットが繰り込んで、テーパスプリング３５の付勢力が再び作用する。そして、２群ユニットは、２群カム溝２０７ｂから抜けて、カム溝２０７ｆの光軸方向の図７の上側の面に押し付けられた状態で沈胴が完了する。

１群鏡筒２０１も同様に、第２移動カム筒２０９の回転によって沈胴していき、バリアムーブリング２４の延設片２４ａが第２直進ガイド筒２１０の受け部２１０ｂに当接し、バリアスプリング２３の付勢力に抗してバリア羽根２２が閉じて、沈胴動作が完了する。

ところで、レンズ鏡筒の沈胴時は、レンズ鏡筒に対して、バリアスプリング２３による回転方向の付勢力による負荷とテーパスプリング３５による光軸方向外方への付勢力による負荷が作用する。

図１５に、レンズ鏡筒が沈胴するまでに、レンズ鏡筒に対して回転方向に作用するバリアスプリング２３の付勢力による負荷とテーパスプリング３５の付勢力による負荷のタイミングチャートを示す。

図１５において、縦軸はレンズ鏡筒に対して回転方向に作用する負荷の大きさ、横軸はレンズ鏡筒の回転角度を示す。また、図１５の横軸のＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓは、図６，図７，図９及び図１０の展開図にもそれぞれ対応する位置を表示している。

レンズ鏡筒の沈胴動作が開始されて、レンズ鏡筒がＰ地点まで沈胴すると、テーパスプリング３５が圧縮されて２群ユニットを被写体側に付勢する。このとき、図７に示すように、２群カム溝２０７ｂは、光軸方向に対して所定の角度で傾斜して延びている為、テーパスプリング３５の光軸方向の付勢力が、レンズ鏡筒を回転移動方向に付勢する負荷に変換される。この状態では、バリアスプリング２３の付勢力によるレンズ鏡筒に対する負荷は作用していない。

レンズ鏡筒がＱ地点に近づくにつれて、テーパスプリング３５の付勢力による負荷は次第に大きくなっていき、Ｑ地点に到達した時点で２群ユニットに対するテーパスプリング３５の付勢力による負荷は最大となる。

このとき、２群ユニットは、第１移動カム筒２０７の２群カム溝２０７ｂから抜けて、カム溝２０７ｆの光軸方向の図７の上側の面に押し付けられた状態になる。すなわち、２群ユニットに対するテーパスプリング３５の付勢力による回転方向の負荷は作用しなくなる。また、この状態では、２群ユニットは沈胴位置に到達しており、Ｑ地点においてもバリアスプリング２３による付勢力による負荷は作用していない。

さらにレンズ鏡筒の沈胴動作が進むが、Ｑ地点からＲ地点まではテーパスプリング３５及びバリアスプリング２３の付勢力によるレンズ鏡筒に対する回転方向への負荷は作用しない。

レンズ鏡筒の沈胴動作がＲ地点まで進むと、バリアムーブリング２４の延設片２４ａが第２直進ガイド筒２１０の受け部２１０ｂに当接し、バリア羽根２２がバリアスプリング２３の付勢力に抗して閉じる方向に回動を始める。この状態では、バリアスプリング２３の付勢力により第２直進ガイド筒２１０に回転方向の負荷が作用する。

レンズ鏡筒がＳ地点に到達するまでは、バリアスプリング２３の付勢力によるレンズ鏡筒への負荷は徐々に大きくなる。そして、レンズ鏡筒がＳ地点まで沈胴すると、バリア羽根２２が完全に閉じ、バリアスプリング２３の付勢力によりレンズ鏡筒に作用する回転方向の負荷も一定となる。

レンズ鏡筒がＳ地点まで移動する際、２群ユニットは既に沈胴位置にあり、上述したように、バリアスプリング２３による付勢力による回転方向の負荷は作用していない。そして、その後、レンズ鏡筒の沈胴動作が終了する。

次に、本実施形態のレンズ鏡筒におけるズーム動作の駆動制御例について説明する。

電源が投入されると、制御部（不図示）は、レンズ鏡筒が沈胴位置にあるかどうかを判定する。ここでは、制御部は、第２直進ガイド筒２１０に設けた遮光板２１０ｆがＣＣＤホルダ２０６に固定されたフォトインタラプタ３６のスリットから退避した際にフォトインタラプタ３６か出力される信号を検出しない場合は、レンズ鏡筒が沈胴位置にあると判定する。

そして、制御部は、レンズ鏡筒が沈胴位置にある場合は、ズームモータ２１２を駆動して、ズーム動作を開始する。これにより、ズームモータ２１２の駆動力がモータ軸に取り付けられている不図示のギヤからギヤ列２１３及びギヤ２１１を介して第１移動カム筒２０７に伝達されて、第１移動カム筒２０７が回転する。

次に、制御部は、第１レンズ群１０１がズームリセット位置まで移動したかどうかを判定する。ここでの判定は、第２直進ガイド筒２１０に設けられた遮光板２１０ｆがＣＣＤホルダ２０６に固定されたフォトインタラプタ３６のスリットから退避したかどうかで行う。

即ち、制御部は、遮光板２１０ｆがフォトインタラプタ３６のスリットから退避した場合にフォトインタラプタ３６から出力される信号を検出し、該検出信号を基に、第１レンズ１０１群がズームリセット位置まで移動したと判定する。

また、制御部は、所定時間内にフォトインタラプタ３６のスリットから遮光板２１０ｆが退避したことを示す信号が検出されない場合は、第１レンズ群１０１がズームリセット位置まで移動していないと判定してエラー処理を行う。

ところで、ズームモータ２１２のモータ軸に取り付けられている不図示のギヤには３枚の羽根が一体形成されており、この羽根が２つのフォトインタラプタ３８，３９のスリットを通過する。

制御部は、羽根の通過を２つのフォトインタラプタが検知した際に出力する信号をパルス変換して、そのパルスをカウントすることにより、ズームモータ２１２の回転数を検出している。

このとき、レンズ鏡筒のワイド位置、テレ位置などのズーム停止位置におけるズームモータ２１２の回転数がレンズ鏡筒のズームリセット位置を基準として、あらかじめメモリに保存されている。

上記のことから、レンズ鏡筒がズームリセット位置まで駆動されていると判定されたらズームカウントをリセットし、ワイド位置までレンズ鏡筒が移動する。レンズ鏡筒がワイド位置に移動した後、３群鏡筒２０４がフォーカスリセット位置まで繰り出すべく移動を開始する。

３群鏡筒２０４が移動を開始すると、３群鏡筒２０４の遮光板２０４ｂがフォーカス用フォトインタラプタ３７のスリット部から退避する。その結果、フォーカス用フォトインタラプタ３７の出力信号が切り替わり、制御部により、３群鏡筒２０４がフォーカスリセット位置まで繰り出されたと判断され、移動が完了する。

この際に、制御部は、３群鏡筒２０４が所定の時間内にフォーカスリセット位置に到達できたかどうかを判断する。

そして、制御部は、所定時間内にフォーカス用フォトインタラプタ３７の信号が切り替わらない場合には、何らかのトラブルが発生したと判断し、エラー処理を行う。制御部により、３群鏡筒２０４が所定時間内にフォーカスリセット位置まで到達していると判定された場合は、３群鏡筒２０４がワイド待機位置に到達して撮影準備を完了する。

ここで、一連のズーム動作において、第１レンズ群１０１と第２直進ガイド筒２１０との間には１群鏡筒２０１のみを介しており、第２直進ガイド筒２１０にズームリセット位置を検出する遮光板２１０ｆを設けている。これにより、筒の多い構成においても安定した光学性能を保つことが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、レンズ鏡筒に対して、バリアスプリング２３の付勢力による負荷とテーパスプリング３５の付勢力による負荷とが同時に作用しないようにしている。これにより、沈胴時のデジタルカメラの薄型化を図ることができるとともに、レンズ鏡筒を光軸方向に駆動するモータの負荷トルクの増大を回避して、レンズ鏡筒のスムースな沈胴動作を可能にすることができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、第１付勢部材としてバリアスプリング２３を例示し、第２付勢部材としてテーパスプリング３５を例示したが、これに限定されず、他の付勢部材を用いてもよい。

２２ バリア羽根
２３ バリアスプリング
２４ バリアムーブリング
３５ テーパスプリング
１０１ 第１レンズ群
２０１ １群鏡筒
２０３ ２群ベース
２０７ｂ ２群カム溝

Claims (3)

1. 第１レンズ群を保持する第１レンズ保持枠と、開閉可能に配置され、閉じ状態で前記第１レンズ群を保護するバリアと、該バリアを開く方向に付勢する第１付勢部材と、沈胴時に前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記バリアを閉じ方向に駆動し、撮影時に前記第１付勢部材の付勢力によって前記バリアを開く方向に駆動する駆動部材と、第２レンズ群を保持する第２レンズ保持枠と、沈胴時に前記第２レンズ保持枠を被写体側に付勢する第２付勢部材と、前記第２レンズ保持枠が沈胴位置に達した後に、前記駆動部材により前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記バリアを閉じ方向に駆動するように該駆動部材の駆動を制御する制御機構と、を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記制御機構は、駆動部材から像面側に延びる延設片と、前記第１レンズ保持枠が光軸方向に移動する際に直進ガイドする直進ガイド筒に設けられ、前記第２レンズ保持枠が沈胴位置に達した後に、前記延設片が前記第１付勢部材の付勢力に抗して当接して前記駆動部材による前記バリアの閉じ方向への駆動を可能にする受け部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. レンズ鏡筒を備える撮像装置であって、前記レンズ鏡筒として、請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒が用いられる、ことを特徴とする撮像装置。