JP2012053413A - レンズ鏡胴及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】沈胴式のレンズ鏡胴において、沈胴時に退避される退避レンズ群と、これと並んで配置される光学要素との干渉を防止する。
【解決手段】入れ子状に重なって繰出し及び繰込み可能な筒体３、４、５を含んだ沈胴する鏡胴２と、沈胴に伴って、光軸上にある進出位置から光軸を外れた退避位置に移動される退避レンズ群３０１、退避レンズ群３０１に光軸方向に隣り合って配置される光学要素７０１を含み、鏡胴２の沈胴に伴って、退避レンズ群３０１及び光学要素７０１を光軸に沿って後退駆動し、退避位置に移動された退避レンズ群３０１及び光学要素７０１を光軸と直交する方向に並べて配置する駆動手段と、を備え、駆動手段は、複数の筒体３，４，５のうちいずれか一つの筒体に形成され、光学要素７０１を駆動する第１カム溝と、複数の筒体３，４，５のうちいずれか一つの筒体に形成され、退避レンズ群３０１を駆動する第２カム溝とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、沈胴式のレンズ鏡胴、及びこのレンズ鏡胴を備える撮像装置に関する。

ズーム光学系などの複数のレンズ群で構成される光学系は、その全長が比較的長い。そのような光学系を収めるレンズ鏡胴には、光学系を構成するレンズ群等の光学要素の間隔を不使用時に狭め、その全長を短縮して薄型化するようにした、いわゆる沈胴式のレンズ鏡胴が用いられている。

そして、一部のレンズ群を光軸から外れた位置に退避させ、そのレンズ群を退避させることによって生じたスペースに他の光学要素を配置し、さらなる薄型化を図ったレンズ鏡胴も知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１〜３に記載されたレンズ鏡胴は、いずれも、シャッターの後側（像側）に配置されたレンズ群を退避させ、そのレンズ群を退避させることによって生じたスペースにシャッターを配置する構成となっている。

シャッターのホルダには、光軸と平行な回動軸が設けられ、退避レンズ群のホルダは、シャッターホルダの回動軸に支持されている。回動軸に支持された退避レンズ群ホルダは、シャッターホルダに対し、光軸と直交する面に沿って回動可能であり、また、光軸に沿って前後移動可能とされている。そして、シャッターホルダと退避レンズ群ホルダとの間にはバネが設けられ、退避レンズ群ホルダは、介在するバネによって、光軸に沿ってシャッターホルダから離れる向きに付勢されている。

レンズ鏡胴の沈胴に伴ってシャッターホルダが後退すると、シャッターホルダに支持された退避レンズ群ホルダもまた後退する。退避レンズ群ホルダの背後には、光軸と直交する面に対して傾斜したカム面を有するカム突起が設けられており、退避レンズ群ホルダは、カム面に当接し、このカム面上を摺動することによって回動される。それにより、退避レンズ群は退避位置に移動される。

退避レンズ群ホルダは、カム面の終端部で回動及び後退を制止される。その後のレンズ鏡胴の沈胴に伴うシャッターホルダの後退では、退避レンズ群ホルダとの間に介在するバネを圧縮しつつ、シャッターホルダのみが後退する。それにより、レンズ群を退避させることによって生じたスペースにシャッターが配置される。

退避レンズ群ホルダがカム面上を摺動する過程で、退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔が狭まる場合がある。例えば、カム面との摩擦で退避レンズ群ホルダの回動が阻害されると、バネの圧縮を伴って退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔が狭まる。その場合に、シャッターホルダが退避途中の退避レンズ群に接触する虞がある。

そこで、特許文献１に記載されたレンズ鏡胴では、退避レンズ群ホルダを支持する回動軸にカム機構が設けられている。このカム機構により、退避レンズ群ホルダが回動する過程で、退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔が一旦拡大される。それにより、シャッターホルダが退避途中の退避レンズ群に接触することが防止される。

退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔を一旦拡大するにあたっては、光軸に沿って前後移動可能に退避レンズ群ホルダを支持する回動軸が延長される。退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔の拡大量を大きくとるために回動軸をより長くしては、レンズ鏡胴を薄型化するうえで障害となる。また、退避レンズ群ホルダとシャッターホルダとの間隔の拡大量が僅かでは、シャッターホルダが退避途中の退避レンズ群に接触することを確実に防止することができない。

特開２００８−１７０６５０号公報 特開２００８−１５８２８８号公報 特開２００６−２３４９５１号公報

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、沈胴式のレンズ鏡胴において、沈胴時に退避される退避レンズ群と、これと並んで配置される光学要素との干渉を防止することにある。

入れ子状に重なって繰出し及び繰込み可能な複数の筒体を含み、繰り出されたこれらの筒体を繰込んで沈胴する鏡胴と、前記鏡胴の沈胴に伴って光軸上にある進出位置から該光軸を外れた退避位置に移動される退避レンズ群、及び前記進出位置にあるときの前記退避レンズに光軸方向に隣り合って配置される光学要素を含み、前記鏡胴に収納された光学系と、前記鏡胴の沈胴に伴って、前記光学要素及び前記退避レンズ群を前記光軸に沿って後退駆動し、前記光学要素と前記退避位置に移動された前記退避レンズ群とを前記光軸と直交する方向に並べて配置する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記光学要素を駆動する第１カム溝と、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記退避レンズ群を駆動する第２カム溝とを有するレンズ鏡胴。

本発明によれば、退避レンズ群、及び沈胴状態において光軸と直交する方向に退避レンズ群と並んで配置される光学要素に対して、個別にカム溝を設け、退避レンズ群、及び光学要素を、互いに独立して光軸に沿って駆動している。それにより、退避レンズ群と光学要素との複雑な相対移動を容易に行うことができ、光学要素が、退避途中の退避レンズ群に接触することを防止することができる。

本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例を示す外観斜視図。 撮像装置の内部構造を、レンズ鏡胴がテレ端まで繰出された状態で示す断面図。 撮像装置の内部構造を、レンズ鏡胴がワイド端まで繰出された状態で示す断面図。 撮像装置の内部構造を、レンズ鏡胴が沈胴した状態で示す断面図。 レンズ鏡胴を分解して示す斜視図。 光学系を構成する第５レンズ群を含む５群ユニットを示す図。 第５レンズ群の退避機構を示す図。 第５レンズ群の退避機構の要部を拡大して示す図。 光学系を構成する第３レンズ群を含む３群ユニット及び第４レンズ群を含む４群ユニットを示し、併せて第３レンズ群の退避機構を示す図。 光学系を構成するシャッターを含むシャッターユニットを示す図。 ３群ユニット及び４群ユニット、そしてシャッターユニットを駆動するカム溝が形成された筒体を展開して示す図。

図１は、撮像装置の一例を示す。なお、図１には、レンズ鏡胴が沈胴した状態で示されている。

撮像装置１は、光学系を収納したレンズ鏡胴２と、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を含む撮像ユニット６００と、を備えている。

レンズ鏡胴２は、入れ子状に重ねられる第１筒体３、第２筒体４、第３筒体５、及び最も外側の第３筒体５に外嵌する収容筒３０を有する本体６を含んでいる。第３筒体５は本体６に対して、第２筒体４は第３筒体５に対して、そして第１筒体３は第２筒体４に対して、それぞれ繰出され、また、繰込まれる。これら第１筒体３、第２筒体４、及び第３筒体５の繰出し及び繰込みにより、レンズ鏡胴２の繰出し及び沈胴が行われる。

撮像ユニット６００は、レンズ鏡胴２の後側（像側）に取り付けられている。

図２及び図３は、撮像装置１の内部構造を示す。なお、図２には、レンズ鏡胴２がテレ端まで繰出された状態で示されており、図３には、レンズ鏡胴２がワイド端まで繰出された状態で示されている。

レンズ鏡胴２に収納された光学系は、第１レンズ群１０１、第２レンズ群２０１、シャッター７０１、第３レンズ群３０１、第４レンズ群４０１、第５レンズ群５０１で構成され、これらの光学要素は前側（被写体側）からこの順に並んで配置される。

第１レンズ群１０１を含む１群ユニット１００は、第１筒体３内に収容され、第１筒体の前端部に固定されている。レンズ鏡胴２の繰出しに伴って、第１レンズ群１０１は、第１筒体３と共に光軸に沿って移動する。

第２レンズ群２０１を含む２群ユニット２００は、第２筒体４内に収容されており、第２筒体内で光軸に沿って進退可能に支持されている。レンズ鏡胴２の繰出しに伴って、第２レンズ群２０１は、第２筒体４と共に光軸に沿って移動し、さらに第２筒４内でも光軸に沿って移動する。

シャッター７０１を含むシャッターユニット７００、第３レンズ群３０１を含む３群ユニット３００、そして第４レンズ群４０１を含む４群ユニット４００は、いずれも第３筒体５内に収容されており、第３筒体内で光軸に沿って進退可能に支持されている。レンズ鏡胴２の繰出しに伴って、これらシャッターユニット７００、３群ユニット３００、及び４群ユニット４００は、第３筒体５と共に光軸に沿って移動し、さらに第３筒体５内でも光軸に沿って移動する。

第５レンズ群５０１を含む５群ユニット５００は、本体６の後部に取り付けられ、第５レンズ群５０１は、本体６の収容筒３０内に収容されている。

第１レンズ群１０１及び第２レンズ群２０１、並びに第３レンズ群３０１は、ズーム倍率、即ち、焦点距離を調整するためのズーム光学系を構成する。第１レンズ群１０１及び第２レンズ群２０１は、変倍系レンズ群であり、第３レンズ群３０１は、補正系レンズ群である。レンズ鏡胴２の繰出しに伴って、第１レンズ群１０１及び第２レンズ群２０１が光軸に沿って移動し、それによって焦点距離が変化する。これに同期して、第３レンズ群３０１もまた、光軸に沿って移動し、それによって、変倍に起因する焦点位置の変化が抑止される。

シャッター７０１は、その開閉によって露光を制御する。なお、開度を可変として絞りを兼ねる場合もある。シャッター７０１は、第３レンズ群３０１の被写体側に隣り合って配置されており、レンズ鏡胴２の繰出しに伴って、第３レンズ群３０１との間に略一定の間隔をおくように、光軸に沿って移動する。

第４レンズ群４０１は、焦点位置を調整するためのフォーカス光学系を構成する。第４レンズ群４０１は、４群ユニット４００に設けられたフォーカス用モータ４０３によって駆動されて光軸に沿って移動し、それにより焦点位置が変化する。

第５レンズ群５０１は、最終的に像を結像させるための光学系を構成する。第５レンズ群５０１は、レンズ鏡胴２がテレ端からワイド端の範囲で繰出される間は、レンズ鏡胴２の繰出しによらず、位置は不変である。

撮像ユニット６００に含まれる固体撮像素子６０１は、上記の光学系の結像点に配置されている。

図４は、撮像装置１の内部構造を示す。なお、図４には、レンズ鏡胴２が沈胴した状態で示されている。

レンズ鏡胴２が沈胴した状態では、第３レンズ群３０１、及び第５レンズ群５０１が、その他の光学要素（第１レンズ群１０１、第２レンズ群２０１、シャッター７０１、第４レンズ群４０１）の光軸から外れた位置に退避される。

第３レンズ群３０１が退避されて生じたスペースにはシャッター７０１が配置され、第３レンズ群３０１及びシャッター７０１は、光軸と直交する方向に並んでいる。また、第５レンズ群５０１が退避されて生じたスペースには第４レンズ群４０１が配置され、第５レンズ群５０１及び第４レンズ群４０１もまた、光軸と直交する方向に並んでいる。

以下、レンズ鏡胴２の沈胴機構、即ち第１筒体３、第２筒体４、及び第３筒体５の繰出し及び繰込み機構について説明し、併せてレンズ鏡胴２の繰出しに伴って鏡胴２内で光軸に沿って移動する光学要素（第２レンズ群２０１、第３レンズ群３０１、第４レンズ群４０１、シャッター７０１）の駆動機構について説明する。

図５は、レンズ鏡胴２を分解して示す。

先ず、第３筒体５の本体６に対する繰出し及び繰込み機構について説明する。

第３筒体５は、外筒１０と、外筒１０に回転自在に内嵌する内筒１１とで構成されている。

外筒１０の後端部の外周面には、周方向に等間隔をおいて３つのカムフォロア１２が形成されており、また、隣り合う２つのカムフォロア１２の間に複数のギヤ歯１３が形成されている。

内筒１１の後端部には外側に展開する環状のフランジ１４が形成されている。このフランジ１４の外周縁部には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド突起１５が形成されている。

本体６は、第３筒体５に外嵌する収容筒３０と、収容筒３０から外側に展開するフランジ３１とを有している。

収容筒３０の内周面には、周方向に等間隔をおいて３つのカム溝３２が形成されている。これらのカム溝３２は、光軸を中心に旋回する螺旋状に形成されており、第３筒体５の外筒１０のカムフォロア１２がそれぞれ係合する。

また、収容筒３０の内周面には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド溝３３が形成されている。これらのガイド溝３３は、光軸に沿う直線状に形成されており、第３筒体５の内筒１１のガイド突起１５がそれぞれ係合する。

また、収容筒３０には、その内と外とを連通する窓が形成されており、そこにギヤ（図示せず）が配置されている。このギヤは、第３筒体５の外筒１０に形成されたギヤ歯１３に噛み合う。そして、フランジ３１には、このギヤを回転駆動するモータ３４が取り付けられている。

モータ３４が動作されると、ギヤを介して、第３筒体５の外筒１０が回転駆動される。外筒１０は、カムフォロア１２を本体６の収容筒３０のカム溝３２に係合させており、カムフォロア１２は、外筒１０の回転に伴って螺旋状のカム溝３２を辿る。それにより、外筒１０が、回転しながら光軸に沿って進退し、第３筒体５の本体６に対する繰出し及び繰込みがなされる。

なお、第３筒体５の内筒１１は、外筒１０に対して回転自在であり、不動の本体６の収容筒３０に形成された直線状のガイド溝３３にガイド突起１５を係合させることで本体６に対する回転を拘束されている。よって、内筒１１は、回転することなく光軸に沿って進退する。

次に、第３筒体５内に収容される第３レンズ群３０１及び第４レンズ群４０１、並びにシャッター７０１の駆動機構について説明する。

シャッター７０１を含むシャッターユニット７００、第３レンズ群３０１を含む３群ユニット３００、そして第４レンズ群４０１を含む４群ユニット４００は、前側からこの順に並んで第３筒体５内に収容される。そして３群ユニット３００は、４群ユニット４００に組み付けられており、４群ユニット４００と一体に光軸に沿って進退する。

シャッターユニット７００は、シャッター７０１を保持するホルダ７０２を含み、ホルダ７０２は、保持筒７１０と、保持筒７１０の後端部から外側に展開する環状のフランジ７１１とを有している。保持筒７１０の前端は蓋７１２が設けられ、シャッター７０１は、蓋７１２の中央に形成された開口部に設けられる。フランジ７１１の外周縁部には、周方向に等間隔をおいて光軸に沿って前側に伸びる３つの爪７１３が形成されており、各爪７１３の先端部にカムフォロア７１４が設けられている。

第４レンズ群４０１を含む４群ユニット４００は、第４レンズ群４０１を保持するホルダ４０２を含み、ホルダ４０２は、保持筒４１０と、保持筒４１０の後端部から外側に展開する環状のフランジ４１１とを有している。保持筒４１０の前端は蓋４１２が設けられ、第４レンズ群４０１は、蓋４１２の中央に形成された開口部に配置されている。フランジ４１１の外周縁部には、周方向に等間隔をおいて光軸に沿って前側に伸びる３つの爪４１３が形成されており、各爪４１３の先端部にカムフォロア４１４が設けられている。

第３筒体５の外筒１０の内周面には、周方向に等間隔をおいて３つの第１カム溝１６及び３つの第２カム溝１７が形成されている。これらのカム溝１６、１７は、光軸を中心に旋回する螺旋状に形成されている。

第３筒体５の内筒１１には、周方向に等間隔をおいて３つの第１ガイド溝１８及び３つの第２ガイド溝１９が形成されている。これらのガイド溝１８、１９は、光軸に沿う直線状に形成されており、内筒１１を内から外に貫通して形成されている。そして、第１ガイド溝１８は、その一部区間において、外筒１０の第１カム溝１６の一部区間に重なり、その重なり区間は、外筒１０と内筒１１との間に相対回転が生じることで光軸に沿って前後に移動する。また第２ガイド溝１９は、その一部区間において、外筒１０の第２カム溝１７の一部区間に重なり、その重なり区間は、外筒１０と内筒１１との間に相対回転が生じることで光軸に沿って前後に移動する。

シャッターユニット７００は、そのカムフォロア７１４を、内筒１１の第１ガイド溝１８を通して、外筒１０の第１カム溝１６に係合させる。第３筒体５の繰出し及び繰込みに伴い外筒１０が回転すると、第１ガイド溝１８と第１カム溝１６との重なり区間が光軸に沿って前後に移動し、そこにカムフォロア７１４を係合させたシャッターユニット７００は、重なり区間の前後移動に連動して、第３筒体５内で光軸に沿って進退する。

同様に、４群ユニット４００は、そのカムフォロア４１４を、内筒１１の第２ガイド溝１９を通して、外筒１０の第２カム溝１７に係合させる。第３筒体５の繰出し及び繰込みに伴い外筒１０が回転すると、第２ガイド溝１９と第２カム溝１７との重なり区間が光軸に沿って前後に移動し、そこにカムフォロア４１４を係合させた４群ユニット４００は、重なり区間の前後移動に連動して、第３筒体５内で光軸に沿って進退する。

なお、シャッターユニット７００を進退駆動する第１カム溝１６及び第１ガイド溝１８のうち直線状の第１ガイド溝１８が、進退のみ許容された内筒１１に形成されており、その第１ガイド溝１８にカムフォロア７１４を係合させたシャッターユニット７００は、内筒１１に拘束され、回転することなく光軸に沿って進退する。４群ユニット４００についても同様に、回転することなく光軸に沿って進退する。

続いて、第２筒体４の第３筒体５に対する繰出し及び繰込み機構について説明する。

第２筒体は、外筒４０と、外筒４０内に収容されるカム筒４１と、カム筒４１に回転自在に内嵌する内筒４２とで構成されている。

外筒４０の後端部には、周方向に等間隔をおいて３つの係合凹部４３が形成されている。

カム筒４１は、その外径が外筒４０の内径よりも小さく、外筒４０の内周面とカム筒４１の外周面との間には隙間が置かれる。カム筒４１の後端部には、周方向に等間隔をおいて３つの係合突起４４が形成され、さらに各係合突起４４の先端にカムフォロア４５が形成されている。各係合突起４４は、外筒４０の係合凹部４３に係合し、それによりカム筒４１と外筒４０とは一体に接合される。そして、各係合突起４４の先端に形成されたカムフォロア４５は、外筒４０の外周面に突出する。

第３筒体５の外筒１０の内周面には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド溝２０が形成されている。これらのガイド溝２０は、光軸に沿う直線状に形成されている。

また、第３筒体５の内筒１１には、周方向に等間隔をおいて３つのカム溝２１が形成されている。これらのカム溝２１は、光軸を中心に旋回する螺旋状に形成されており、内筒１１を内から外に貫通して形成されている。カム溝２１は、その一部区間において、外筒１０のガイド溝２０の一部区間に重なり、その重なり区間は、外筒１０と内筒１１との間に相対回転が生じることで光軸に沿って前後に移動する。

第２筒体４のカム筒４１は、そのカムフォロア４５を、第３筒体５の内筒１１のカム溝２１を通して、第３筒体５の外筒１０のガイド溝２０に係合させる。第３筒体５の繰出し及び繰込みに伴い外筒１０が回転すると、ガイド溝２０とカム溝２１との重なり区間が光軸に沿って前後に移動し、そこにカムフォロア４５を係合させたカム筒４１は、重なり区間の前後移動に連動して光軸に沿って進退する。それにより、第２筒体４の第３筒体５に対する繰出し及び繰込みがなされる。

なお、カム筒４１を進退駆動する螺旋状のカム溝２１及び直線状のガイド溝２０のうち直線状のガイド溝２０が、回転する第３筒体５の外筒１０に形成されており、そのガイド溝２０にカムフォロア４５を係合させたカム筒４１は、第３筒体５の外筒１０に拘束され、第３筒体５の外筒１０と共に回転しつつ光軸に沿って進退する。

一方、第２筒体４の内筒４２は、カム筒４１に対して回転自在であり、内筒４２には、シャッターユニット７００のホルダ７０２の保持筒７１０の前端部が、第２筒体４の繰出し及び繰込みによらず常に嵌入する。シャッターユニット７００は、上記のとおり、回転することなく光軸に沿って進退するのみであり、よって、内筒４２もまた、回転することなく光軸に沿って進退する。

次に、第２筒体４内に収容される第２レンズ群２０１の駆動機構について説明する。

第２レンズ群２０１を含む２群ユニット２００は、第２レンズ群２０１を保持するホルダ２０２を含み、ホルダ２０２は、円形状の保持盤２１０を有している。第２レンズ群２０１は、保持盤２１０の中央に形成された開口部に配置されている。保持盤２１０の外周縁部には、周方向に等間隔をおいて光軸に沿って後側に伸びる３つの爪２１１が形成されており、各爪２１１にカムフォロア２１２が設けられている。

第２筒体４のカム筒４１の内周面には、周方向に等間隔をおいて３つのカム溝４６が形成されている。これらのカム溝４６は、光軸を中心に旋回する螺旋状に形成されている。

第２筒体４の内筒４２には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド溝４７が形成されている。これらのガイド溝４７は、光軸に沿う直線状に形成されており、内筒４２を内から外に貫通して形成されている。そして、ガイド溝４７は、その一部区間において、カム筒４１のカム溝４６の一部区間に重なり、その重なり区間は、カム筒４１と内筒４２との間に相対回転が生じることで光軸に沿って前後に移動する。

２群ユニット２００は、そのカムフォロア２１２を、第２筒体４の内筒４２のガイド溝４７を通して、第２筒体４のカム筒４１のカム溝４６に係合させる。第２筒体４の繰出し及び繰込みに伴いカム筒４１が回転すると、ガイド溝４７とカム溝４６との重なり区間が光軸に沿って前後に移動し、そこにカムフォロア２１２を係合させた２群ユニット２００は、重なり区間の前後移動に連動して、第２筒体４内で光軸に沿って進退する。

なお、２群ユニット２００を進退駆動するカム溝４６及びガイド溝４７のうち直線状のガイド溝４７が、進退のみ許容された内筒４２に形成されており、そのガイド溝４７にカムフォロア２１２を係合させた２群ユニット２００は、内筒４２に拘束され、回転することなく光軸に沿って進退する。

続いて、第２筒体４に対する第１筒体３の繰出し及び繰込み機構について説明する。

第１筒体３は、第１レンズ群１０１を保持する１群ユニット１００のホルダ１０２と、外筒１２０と、バリア部１３０と、化粧リング１４０とで構成されている。

ホルダ１０２は、筒状をなし、その前端には蓋１１０が設けられている。第１レンズ群１０１は、蓋１１０の中央に形成された開口部に固定されている。ホルダ１０２の周壁には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド溝１１４が形成されている。これらのガイド溝１１４は、光軸に沿う直線状に形成されており、ホルダ１０２を内から外に貫通して形成されている。そして、ホルダ１０２の後端部には、周方向に等間隔をおいて光軸に沿って後側に伸びる３つの爪１１１が形成されており、各爪１１１にホルダ１０２の内径側に突出するカムフォロア１１２が設けられている。

また、バリア部１３０は、外筒１２０の前端開口部に固定され、化粧リング１４０は、バリア部１３０を覆って外筒１２０に外嵌して外筒１２０に固定される。そして、外筒１２０は、ホルダ１０２に外嵌し、ホルダ１０２に固定される。

第２筒体４のカム筒４１の外周面には、周方向に等間隔をおいて３つのカム溝４９が形成されている。これらのカム溝４９は、光軸を中心に旋回する螺旋状に形成されている。また、第２筒体４の内筒４２の前端部には、周方向に等間隔をおいて３つのガイド突起５０が形成されている。

ホルダ１０２は、その後端側を、第２筒体４のカム筒４１と外筒４０との間に進入させ、そのカムフォロア１１２を、カム筒４１のカム溝４９に係合させると共に、そのガイド溝１１４に、第２筒体４の内筒４２のガイド突起５０を収容する。内筒４２は、上記の通り進退のみ許容されており、そのガイド突起５０をガイド溝１１４に収容したホルダ１０２もまた、ガイド溝１１４内でガイド突起５０を光軸に沿って前後させることで、進退のみ許容される。そして、第２筒体４の繰出し及び繰込みに伴いカム筒４１が回転すると、ホルダ１０２とカム筒４１との間に相対回転が生じ、カムフォロア１１２がカム溝４９を辿る。それにより、ホルダ１０２が光軸に沿って進退し、第２筒体４に対する第１筒体３の繰出し及び繰込みがなされる。

以上、レンズ鏡胴２の沈胴機構、及びレンズ鏡胴２の沈胴に伴って鏡胴内で光軸に沿って移動する光学要素（第２レンズ群２０１、第３レンズ群３０１、第４レンズ群４０１、及びシャッター７０１）の駆動機構について説明した。次に、レンズ鏡胴２が沈胴する際に光軸から退避される光学要素（第３レンズ群３０１及び第５レンズ群５０１）の退避機構について説明する。

先ず、第５レンズ群５０１の退避機構について説明する。

図６は、第５レンズ群５０１を含む５群ユニット５００を示す。

５群ユニット５００は、第５レンズ群５０１と、第５レンズ群５０１を保持するレンズ保持枠５０２と、レンズ保持枠５０２から光軸に対して垂直に延設された回動アーム部５０４と、回動アーム部５０４を回転軸５０８によって軸支する支持板５４０と、を備える。また、５群ユニット５００は、支持板５４０が取り付けられる側板５３０を備えている。

側板５３０は、収容筒３０の後方に取り付けられる背面板を構成する。側板５３０には、光軸と交差する位置には開口５３４が設けられている。開口５３４には、後述する撮像ユニット６００に備えられる撮像素子が配置され、該撮像素子の撮像面が第５レンズ群側に露呈する。

また、側板５３０には、光軸に沿って該側板５３０の表面から垂直に延びるカム突起５３２が形成されている。

支持板５４０は、光軸と交差する位置に開口が設けられている。支持板５４０は、側板５３０に対して光軸方向に隙間を介して平行に配置されている。支持板５４０は、ビス５４２によって側板５３０に固定されている。

レンズ保持枠５０２は、第５レンズ群５０１の光学面を露呈させつつ、第５レンズ群５０１の外周縁部を保持する枠状の部材である。

回動アーム部５０４の一部が、第５レンズ群５０１の光軸に対して平行な回転軸５０８によって軸支される。また、回動アーム部５０４において、回転軸５０８に軸支されている部位の近傍に係合リブ５１０が形成されている。

回転軸５０８は、支持板５４０に固定されている。回転軸５０８には、捻りコイルばね５０６が取り付けられている。捻りコイルばね５０６は、レンズ保持枠５０２を、回転軸５０８を中心とする回動方向へ付勢する。また、捻りコイルばね５０６は、回動アーム部５０４を、光軸に沿って支持板５４０から離れる方向へ付勢する。

側板５３０に取り付けられた支持板５４０の周りを囲うように、カムリング５２０が配置されている。

カムリング５２０は、円環部５２２と、円環部５２２の周方向に等間隔で配置された３つの爪５２６と、円環部５２２の内径側に張り出した係合部５２４とを有している。爪５２６の数は、特に限定されない。カムリング５２０は、第３筒体５の内筒１１の光軸に沿って後方の端面に取り付けられる。カムリング５２０は、側板５３０の光軸に沿って前方の面において、回動自在に支持されている。

爪５２６は、円環部５２２の光軸に沿って前方の表面から垂直に突出する。爪５２６の先端にはテーパ状に形成されたカム部５２６Ａが設けられている。

図７及び図８は、第５レンズ群の退避機構を示す。なお、図７においては、理解を容易とするために、第３筒体５の内筒１１と５群ユニット５００のみを示し、他の部材については図示せずに省略している。

内筒１１のフランジ１４には、スリット１４Ａが形成されている。また、内筒１１には、スリット１４Ａの開口部分から光軸に沿って内筒１１の外周面上に形成された溝１４Ｂが形成されている。溝１４Ｂには、スリット１４Ａを通して挿し込まれた５群ユニット５００の爪５２６が収まっている。

レンズ鏡胴２の沈胴に伴い、第３筒部５の内筒１１は、光軸に沿って図中矢印に示すように後退する。すると、カムリング５２０の爪５２６が溝１４Ｂに更に挿し込まれる。内筒１１は、上述したように繰り込まれる際には直進方向の移動のみが許容される。このため、カムリング５２０は、爪５２６のカム部５２６Ａが溝１４Ｂに倣って案内されることで、光軸に対して垂直な方向に回動する。

このとき、図８に示すように、回動するカムリング５２０の係合部５２４が、第５レンズ群５０１のレンズ保持枠５０２の係合リブ５１０と係合する。そして、第５レンズ群５０１のレンズ保持枠５０２が回動軸５０８を中心として回動する。こうして、第５レンズ群５０１は、他の光学系の光軸上の位置から外れて退避される。

また、カムリング５２０の爪５２６は、レンズ鏡胴２の使用時（テレ端やワイド端に光学系が位置しているときも含む。）及び沈胴時を含めて、常に、第３筒部５の内筒１１の溝１４Ｂと係合する。

以上の構成によれば、第５レンズ群の退避は、沈胴時に光軸に沿って直進方向に後退する筒体４の駆動力をカムリングによって周方向の駆動力に転換し、カムリングの周方向の駆動力によって第５レンズ群を回動させることで実現している。このため、筒体の内周面にカム溝を形成する必要がなく、カム溝の形状や傾斜角度の複雑な設計に依存することなく、撮像面に最も近いレンズの退避の実現が可能である。また、このような構成の場合には、鏡筒に収容するレンズ群の数が増えて、退避させるレンズ群と他のレンズ群の位置関係が複雑になる場合であっても、他のレンズ群からの影響を受けることなく、レンズ鏡胴の設計自由度を向上させることができる。

次に、第３レンズ群３０１の退避機構について説明する。

図９は、第３レンズ群３０１を含む３群ユニット３００及び第４レンズ群４０１を含む４群ユニット４００を示し、併せて第３レンズ群３０１の退避機構を示す。

３群ユニット３００は、第３レンズ群３０１を保持するホルダ３０２を有しており、ホルダ３０２は、第３レンズ群３０１の外周を囲む保持枠３１０と、保持枠３１０に連設された回動アーム３１１とを有している。４群ユニット４００のホルダ４０２には、光軸と略平行な回動軸３１２が形成されており、回動アーム３１１は、この回転軸３１２に回動可能に支持されている。そして、回動アーム３１１には、回動軸３１２を挟んで保持枠３１０とは反対側に係合部３１３が延設されている。この係合部３１３は、４群ユニット４００のホルダ４０２のフランジ４１１に重なって配置されている。

４群ユニット４００のホルダ４０２のフランジ４１１において、回動アーム３１１の係合部３１３が重なる位置には、通孔４１６が形成されている。そして、４群ユニット４００の後方に位置する５群ユニット５００の側板５３０において、光軸に沿う係合部３１３及び通孔４１６の並びの延長線が交わる位置に、通孔４１６に進入可能なカム突起５３２が立設されている。このカム突起５３２の先端部には、光軸と直交する面に対して傾斜したカム面５３２Ａが形成されている。

レンズ鏡胴２が沈胴する際の第３筒体５の本体６に対する繰込みに伴い、４群ユニット４００が、第３筒体５と共に光軸に沿って後退し、さらに第３筒体５の外筒１０に形成された第２カム溝１７に駆動されて第３筒体５内で光軸に沿って後退する。４群ユニット４００に組み付けられた３群ユニット３００もまた光軸に沿って後退する。３群ユニット３００及び４群ユニット４００の後退に伴い、５群ユニット５００のカム突起５３２が、４群ユニット４００の通孔４１６に進入し、通孔４１６に重なる３群ユニット３００の回動アーム３１１の係合部３１３に当接する。３群ユニット３００及び４群ユニット４００の後退に伴い、回動アーム３１１は、回動軸３１２まわりに図中矢印φ方向に回転しつつ、係合部３１３においてカム突起５３２のカム面５３２Ａ上を摺動する。それにより、第３レンズ群３０１は、第４レンズ群４０１などの他の光学系の光軸から外れた退避位置に退避される。

なお、回動軸３１２には、コイルバネ３１４が巻回されており、このコイルバネ３１４は、その一端部をホルダ３０２の回動アーム３１１に、また、他端部をホルダ４０２にそれぞれ係合させ、ホルダ３０２を回動軸３１２まわりに図中矢印θ方向に付勢している。レンズ鏡胴２の繰出し、つまりは第３筒体５の本体６に対する繰出しに伴い、３群ユニット３００及び４群ユニット４００が光軸に沿って前進し、回動アーム３１１の係合部３１３とカム突起５３２との係合が解除されると、コイルバネ３１４により付勢されているホルダ３０２は、第３レンズ群３０１を第４レンズ群４０１に重ねる図示の位置に自動的に復帰する。

図１０は、シャッター７０１を含むシャッターユニット７００を示す。

シャッターユニット７００のホルダ７０２の保持筒７１０内には、シャッター７０１のハウジング７１５が、蓋７１２の内面に取り付けられて収容されている。ホルダ７０２の保持筒７１０及びフランジ７１１、並びにハウジング７１５において、上記の退避位置にある第３レンズ群３０１と干渉する部分は、第３レンズ群３０１の外形に倣って切り欠かれており、第３レンズ群３０１を収容可能な収容部７１６が形成されている。

レンズ鏡胴２が沈胴する際の第３筒体５の本体６に対する繰込みに伴い、シャッターユニット７００は、第３筒体５と共に光軸に沿って後退し、さらに４群ユニット４００を駆動する第２カム溝１７と同じく第３筒体５の外筒１０に形成された第１カム溝１６に駆動されて、３群ユニット３００及び４群ユニット４００に続いて第３筒体５内で光軸に沿って後退する。それにより、４群ユニット４００のホルダ４０２の保持筒４１０、及び３群ユニット３００は、シャッターユニット７００のホルダ７０２の保持筒７１０内に進入する。その過程で、第３レンズ群３０１は、上記の退避機構によって退避位置に退避され、保持筒７１０内に設けられた収容部７１６に収容される。

以下、第３レンズ群３０１が、退避を伴って収容部７１６に収容される過程を説明する。

図１１は、３群ユニット３００が組み付けられた４群ユニット４００を駆動する第２カム溝１７、及びシャッターユニット７００を駆動する第１カム溝１６が形成された第３筒体５の外筒１０を展開して示す。

第１カム溝１６及び第２カム溝１７は、上述の通り、いずれも第３筒体５の外筒１０の内周面に形成されている。そして、第１カム溝１６は、レンズ鏡胴２がテレ端からワイド端の範囲で繰出される際にシャッターユニット７００のカムフォロア７１４が辿る第１区間１６Ａと、レンズ鏡胴２が沈胴する際にカムフォロア７１４が辿る第２区間１６Ｂとを有している。同様に、第２カム溝１７は、レンズ鏡胴２がテレ端からワイド端の範囲で繰出される際に４群ユニット４００のカムフォロア４１４が辿る第１区間１７Ａと、レンズ鏡胴２が沈胴する際にカムフォロア４１４が辿る第２区間１７Ｂとを有している。

第１カム溝１６の第１区間１６Ａと、第２カム溝１７の第１区間１７Ａとは、それらの区間のほぼ全長にわたって、互いに略平行に延びている。したがって、レンズ鏡胴２がテレ端からワイド端の範囲で繰出される間は、シャッターユニット７００と４群ユニット４００に組み付けられている３群ユニット３００、つまりは、シャッター７０１と第３レンズ群３０１とは、略一定の間隔を保つ。

一方、第１カム溝１６の第２区間１６Ｂと、第２カム溝１７の第２区間１７Ｂとは、レンズ鏡胴２が沈胴する際のカムフォロア７１７、４１４の移動方向に、上流部で一旦間隔を拡大させ、中流部ではその間隔を維持し、そして下流部でその間隔を狭めるように延びている。したがって、レンズ鏡胴２が沈胴する際に、シャッターユニット７００と、４群ユニット４００に組み付けられている３群ユニット３００とは、互いの間隔を一旦拡大させる。そして、カムフォロア７１７、４１４が、対応するカム溝１６、１７の第２区間１６Ｂ，１７Ｂの中流部にある間に、第３レンズ群３０１は、上記の退避機構によって退避位置に退避される。それにより、シャッターユニット７００が退避途中の第３レンズ群３０１に接触することが防止される。そして、カム溝１６、１７の第２区間１６Ｂ，１７Ｂの下流部でシャッターユニット７００と、３群ユニット３００との間隔が狭められる。退避位置に退避された第３レンズ群３０１が、シャッターユニット７００の保持筒７１０内に設けられた収容部７１６に収容され、第３レンズ群３０１が退避されて生じたスペースにはシャッター７０１が配置され、第３レンズ群３０１及びシャッター７０１は、光軸と直交する方向に並ぶ（図４参照）。

このように、退避される第３レンズ群３０１、及び不使用時（レンズ鏡胴２が沈胴した状態）において光軸と直交する方向に第３レンズ群３０１と並んで配置されるシャッター７０１に対して、個別にカム溝１６、１７を設け、第３レンズ群３０１、及びシャッター７０１を、互いに独立して光軸に沿って駆動している。それにより、第３レンズ群３０１とシャッター７０１との複雑な相対移動を容易に行うことができる。例えば、上記のとおり、第３レンズ群３０１が退避する際に第３レンズ群３０１とシャッター７０１との間隔を一旦拡大させ、シャッター７０１が退避途中の第３レンズ群３０１に接触することを防止することができる。また、ズーム時（レンズ鏡胴２の繰出し時）に、光学性能を保つ上でシャッター７０１と第３レンズ群３０１との間隔を変える必要がある場合に、設定可能な両者の間隔の自由度を高めることができる。

そして、第３レンズ群３０１を駆動するカム溝１７と、シャッター７０１を駆動するカム溝１６とを、同一の筒体に設けており、第３レンズ群３０１及びシャッター７０１に複雑な相対移動をさせた場合でも、両者の移動の同期を容易に取ることができ、両者の間隔を正確に保つことができる。第３レンズ群３０１が退避する際に第３レンズ群３０１とシャッター７０１との間隔を一旦拡大させる際には、シャッター７０１と第３レンズ群３０１との接触を確実に防止でき、また、ズーム時に第３レンズ群３０１とシャッター７０１との間隔を変える場合に、両者の位置決めを精度良く行うことができる。

なお、以上の説明では、退避される第３レンズ群３０１と、その被写体側に隣り合うシャッター７０１とを例に、それらが個別に設けられたカム溝で独立に駆動され、レンズ鏡胴２が沈胴した際には光軸と直交する方向に並んで配置される構成を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第３レンズ群３０１を、シャッター７０１の前側（被写体側）に配置した場合に、第３レンズ群を退避させ、第３レンズ群を退避させることによって生じたスペースに第２レンズ群２０１を配置することもできる。その場合に、第３レンズ群３０１と、第２レンズ群２０１とを個別のカム溝で独立に駆動し、第２レンズ群２０１が、退避途中の第３レンズ群３０１に接触することを防止することができる。

以上、説明したように、本明細書には、入れ子状に重なって繰出し及び繰込み可能な複数の筒体を含み、繰り出されたこれらの筒体を繰込んで沈胴する鏡胴と、前記鏡胴の沈胴に伴って、光軸上にある進出位置から該光軸を外れた退避位置に移動される退避レンズ群、及び前記進出位置にあるときの前記退避レンズ群に光軸方向に隣り合って配置される光学要素を含み、前記鏡胴に収納された光学系と、前記鏡胴の沈胴に伴って、前記退避レンズ群及び前記光学要素を前記光軸に沿って後退駆動し、前記退避位置に移動された前記退避レンズ群及び前記光学要素を前記光軸と直交する方向に並べて配置する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記光学要素を駆動する第１カム溝と、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記退避レンズ群を駆動する第２カム溝とを有するレンズ鏡胴が開示されている。

また、本明細書に開示されたレンズ鏡胴は、前記光学要素が、前記退避レンズ群の被写体側に隣り合って配置されている。

また、本明細書に開示されたレンズ鏡胴は、前記第１カム溝及び前記第２カム溝が、同一の筒体に形成されている。

また、本明細書に開示されたレンズ鏡胴は、前記退避レンズ群が前記退避位置に移動されるまでの間に、前記駆動手段が、前記光学要素と前記退避レンズ群との間隔を一旦拡大させる。

また、本明細書に開示されたレンズ鏡胴は、前記光学要素が、シャッターである。

また、本明細書には、上記のレンズ鏡胴と、前記レンズ鏡胴の前記光学系の結像点に配置される撮像素子と、を備える撮像装置が開示されている。

１ 撮像装置
２ レンズ鏡胴
３ 第１筒体
４ 第２筒体
５ 第３筒体
６ 本体
１０ 外筒
１１ 内筒
１２ カムフォロア
１３ ギヤ歯
１４ フランジ
１４Ａ スリット
１４Ｂ 溝
１５ ガイド突起
１６ 第１カム溝
１６Ａ 第１区間
１６Ｂ 第２区間
１７ 第２カム溝
１７Ａ 第１区間
１７Ｂ 第２区間
１８ ガイド溝
１９ ガイド溝
２０ ガイド溝
２１ カム溝
３０ 収容筒
３１ フランジ
３２ カム溝
３３ ガイド溝
３４ 沈胴用モータ
４０ 外筒
４１ カム筒
４２ 内筒
４３ 係合凹部
４４ 係合突起
４５ カムフォロア
４６ カム溝
４７ ガイド溝
４９ カム溝
５０ ガイド突起
１００ １群ユニット
１０１ 第１レンズ群
１０２ ホルダ
１１０ 蓋
１１１ 爪
１１２ カムフォロア
１１４ ガイド溝
１２０ 外筒
１３０ バリア部
１４０ 化粧リング
２００ ２群ユニット
２０１ 第２レンズ群
２０２ ホルダ
２１０ 保持盤
２１１ 爪
２１２ カムフォロア
３００ ３群ユニット
３０１ 第３レンズ群
３０２ ホルダ
３１０ 保持枠
３１１ 回動アーム
３１２ 回動軸
３１３ 係合部
３１４ コイルバネ
４００ ４群ユニット
４０１ 第４レンズ群
４０２ ホルダ
４０３ フォーカス用モータ
４１０ 保持筒
４１１ フランジ
４１２ 蓋
４１３ 爪
４１４ カムフォロア
４１６ 通孔
５００ ５群ユニット
５０１ 第５レンズ群
５０２ レンズ保持枠
５０４ 回動アーム部
５０８ 回転軸
５０８ 回動軸
５１０ 係合リブ
５２０ カムリング
５２２ 円環部
５２４ 係合部
５２６ 爪
５２６Ａ カム部
５３０ 側板
５３２ カム突起
５３２Ａ カム面
５３４ 開口
５４０ 支持板
５４２ ビス
６００ 撮像ユニット
６０１ 固体撮像素子
７００ シャッターユニット
７０１ シャッター
７０２ ホルダ
７１０ 保持筒
７１１ フランジ
７１２ 蓋
７１３ 爪
７１４ カムフォロア
７１５ ハウジング
７１６ 収容部
７１７ カムフォロア

Claims (6)

1. 入れ子状に重なって繰出し及び繰込み可能な複数の筒体を含み、繰り出されたこれらの筒体を繰込んで沈胴する鏡胴と、
   前記鏡胴の沈胴に伴って、光軸上にある進出位置から該光軸を外れた退避位置に移動される退避レンズ群、及び前記進出位置にあるときの前記退避レンズ群に光軸方向に隣り合って配置される光学要素を含み、前記鏡胴に収納された光学系と、
   前記鏡胴の沈胴に伴って、前記退避レンズ群及び前記光学要素を前記光軸に沿って後退駆動し、前記退避位置に移動された前記退避レンズ群及び前記光学要素を前記光軸と直交する方向に並べて配置する駆動手段と、
   を備え、
   前記駆動手段は、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記光学要素を駆動する第１カム溝と、前記複数の筒体のうちいずれか一つの筒体に形成され、前記退避レンズ群を駆動する第２カム溝とを有するレンズ鏡胴。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡胴であって、
   前記光学要素は、前記退避レンズ群の被写体側に隣り合って配置されているレンズ鏡胴。
3. 請求項１又は請求項２に記載のレンズ鏡胴であって、
   前記第１カム溝及び前記第２カム溝が、同一の筒体に形成されているレンズ鏡胴。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴であって、
   前記駆動手段は、前記退避レンズ群が前記退避位置に移動されるまでの間に、前記光学要素と前記退避レンズ群との間隔を一旦拡大させるレンズ鏡胴。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴であって、
   前記光学要素は、シャッターであるレンズ鏡胴。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴と、
   前記レンズ鏡胴の前記光学系の結像点に配置される撮像素子と、
   を備える撮像装置。

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