JP2015127729A - リニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、リニアレンズ駆動機構の非通電時の機械的な位置規制を行うことができる沈胴式レンズ鏡筒を得ること。
【解決手段】光軸方向後方の沈胴位置と前方の撮影位置との間を移動する可動レンズ群、リニアレンズ駆動機構によって光軸方向に直進移動する直進移動レンズ群を支持した直進移動レンズ群枠、及び光軸を中心とする回転運動が可能で、回転により上記可動レンズ群を上記沈胴位置と撮影位置との間で移動させる回転筒部材を有するリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒において、上記回転筒部材と直進移動レンズ群枠との間に、上記回転筒部材が沈胴位置に回動したとき、上記直進移動レンズ群枠の移動を機械的に制限する移動制限機構を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、リニアアクチュエータ（リニアモータ）によって直進移動レンズ群枠（フォーカスレンズ群）を駆動するリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒に関し、特にリニアアクチュエータへの非通電時にフォーカスレンズ群の移動を制限する機構に関する。

レンズ鏡筒のＡＦ機構は従来、駆動源としてステッピングモータを用いていた。しかし、ステッピングモータ利用のＡＦ機構は、回転運動を直線運動に変換するため、高速ＡＦへの対応が困難という問題がある。そこで、リニアアクチュエータでＡＦ枠を駆動するレンズ鏡筒が提案されている（特許文献１ないし３）。

リニアＡＦ機構では、アクチュエータへの非通電時（カメラの電源オフ時）にＡＦ枠がフリーとなる。このため従来、ＡＦ枠の移動範囲を規制する緩衝部材を設け（特許文献１、２）、あるいはマグネットを用いて移動範囲の一方に片寄せする（特許文献３）等の対策が取られていた。

特開２０１０-３２９７５号公報 特開２０１０-２４３８７７号公報 特開２００８-１５１９８８号公報

従来のリニアＡＦ機構は、このようにＡＦ枠の移動を規制するために干渉部材やマグネット等の特別の付加的な部材を必要としており、レンズ鏡筒の構成が複雑化し、コストアップ要因となっていた。

本発明は、以上の問題意識に基づき、簡単な構成で、リニアレンズ駆動機構の非通電時の機械的な位置規制を行うことができる沈胴式レンズ鏡筒を得ることを目的とする。

本発明は、リニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒では、可動レンズ群を撮影位置と沈胴位置（収納位置）とに移動させる回転筒部材が存在することに着目し、光軸方向に直進移動する直進移動レンズ群枠と回転する回転筒部材との間に、回転筒部材が沈胴位置に回動したとき、直進移動レンズ群枠の移動を機械的に制限する移動制限機構を設けることで、簡単な構成のリニアレンズ駆動機構の非通電時の移動規制を行うことに成功したものである。

本発明は、光軸方向後方の沈胴位置と前方の撮影位置との間を移動する可動レンズ群、リニアレンズ駆動機構によって光軸方向に直進移動する直進移動レンズ群を支持した直進移動レンズ群枠、及び光軸を中心とする回転運動が可能で、回転により上記可動レンズ群を上記沈胴位置と撮影位置との間で移動させる回転筒部材を有するリニアレンズ駆動機構を備えた沈胴式レンズ鏡筒において、上記回転筒部材と直進移動レンズ群枠との間に、上記回転筒部材が沈胴位置に回動したとき、上記直進移動レンズ群枠の移動を機械的に制限する移動制限機構を設けたことを特徴としている。

移動制限機構は、具体的には、直進移動レンズ群枠に径方向に突出させて形成した移動制限突起と、回転筒部材の内周面に設けた、上記移動制限突起を受け入れる移動範囲制限溝とから構成することが実際的である。

直進移動レンズ群は、可動レンズ群の撮影位置において光軸方向に移動して焦点調節するＡＦレンズ群とすることができる。

移動範囲制限溝は、回転筒部材が撮影位置にあるときには直進移動レンズ群枠の移動制限突起のＡＦ駆動距離の移動を可能とする幅広溝と、回転筒部材が沈胴位置にあるときには直進移動レンズ群枠の移動制限突起の光軸と平行な方向の移動を許さない幅狭溝とを備えるのがよい。

沈胴式レンズ鏡筒は、可動レンズ群が撮影範囲内で光軸方向に移動するズームレンズ鏡筒とすることができ、回転筒部材は、同可動レンズ群をズーミング移動させるカム筒とすることができる。

本発明のリニアレンズ駆動機構を有するレンズ鏡筒によれば、光軸方向に直進移動する直進移動レンズ群枠と、レンズ群を沈胴位置と撮影位置との間で移動させる回転筒部材との間に、レンズ群が沈胴位置にあるとき、すなわちＡＦリニア機構の電源がオフであるときの機械的な位置規制を行う移動制限機構を設けたので、特別の付加的な部材を必要とすることなく、リニアレンズ駆動機構への非通電時の直進移動レンズ群枠の位置制御を行うことができる。

本発明によるリニアＡＦ機構を有するレンズ鏡筒の一実施形態を示す分解斜視図である。 同レンズ鏡筒のリニアＡＦ機構及びＡＦ枠の分解斜視図である。 同レンズ鏡筒の沈胴状態の上半縦断面図である。 同レンズ鏡筒の撮影状態の縦断面図であって、上半はワイド端状態、下半はテレ端を示している。 （Ａ）、（Ｂ）は同レンズ鏡筒のカム環を異なる方向から見た斜視図である。 同レンズ鏡筒のカム環の展開図である。

図１乃至図６は、本発明を５群構成のズームレンズ鏡筒１００に適用した実施形態である。レンズ群は、図３及び図４に示すように、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５からなっており、第４レンズ群Ｇ４を除く第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５は、変倍時に光軸方向に移動する可動レンズ群、第４レンズ群Ｇ４は、リニアレンズ駆動機構としてのリニアＡＦ機構３０によって光軸方向に直進移動するＡＦレンズ（直進移動レンズ群）である。これらのレンズ群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５は、図３に示す光軸方向後方に位置する撮影不能な沈胴状態と、図４の上半に示す、光軸方向前方に位置する撮影可能なワイド位置と同下半に示すテレ位置との間を移動する。

ズームレンズ鏡筒１００の分解状態を示す図１において、光軸方向後端のイメージセンサホルダ１１、このイメージセンサホルダ１１の前方に固定された筒状固定ハウジング１２、及び筒状固定ハウジング１２の内側に位置する直進案内筒１３は、固定部材である。イメージセンサホルダ１１と直進案内筒１３の間には、光軸方向と平行な一対のＡＦガイドシャフト１４と、３-５群ガイドシャフト１５が固定されている。イメージセンサホルダ１１は、その前面のほぼ中央位置に、イメージセンサ５０が装着されている。

一方、可動部材は、筒状固定ハウジング１２の内周側に位置するレンズ飾筒１６と、このレンズ飾筒１６の内周側に位置するカム筒（回転筒部材）１７と、第２レンズ群Ｇ２を保持した２群アッシー１８と、第３レンズ群Ｇ３を保持した３群アッシー１９と、第４レンズ群Ｇ４を支持したＡＦ枠（直進移動レンズ群枠）２０と、第５レンズ群Ｇ５を支持した５群枠２１とを含んでいる。レンズ飾筒１６には、その先端部に第１レンズ群Ｇ１と化粧環１６ａが固定されており、後端部周面にフォロア突起１６ｂが突出形成されている。フォロア突起１６ｂは、筒状固定ハウジング１２の内周面に形成した光軸と平行な直進ガイド溝１２ａに嵌まっている。また、レンズ飾筒１６の内周面には、径方向内方に突出するカムフォロア１６ｃが形成されている。

３群アッシー１９（第３レンズ群Ｇ３）は、この実施形態では、カメラに加わる振動に応じて光軸直交方向に駆動される防振レンズ群であり、第３レンズ群Ｇ３を支持した防振レンズ枠１９ａ、シャッタアッセンブリ１９ｂ、及びセンサホルダ１９ｃを有し、防振レンズ枠１９ａに固定した一対の永久磁石１９ｄと、センサホルダ１９ｃ側に固定された一対のコイル（ボイスコイル）１９ｅが防振用の電磁駆動機構を構成している。これらの防振機構は周知であり、本発明は、第３レンズ群Ｇ３が防振レンズ群でないレンズ鏡筒にも適用可能であるので、防振機構の詳細な説明は省略する。センサホルダ１９ｃは３-５群ガイドシャフト１５によって光軸方向に直進案内されており、センサホルダ１９ｃには、径方向外方に突出するフォロア１９ｆが突出形成されている。

２群アッシー１８は、その外周面に光軸と平行な直進案内突起１８ａを備え、この直進案内突起１８ａは、直進案内筒１３に形成した直進案内溝１３ａに嵌まって光軸方向に直進ガイドされている。直進案内突起１８ａ上には、径方向に突出するカムフォロア１８ｂが形成されている。

第４レンズ群Ｇ４を支持したＡＦ枠２０は、一対のＡＦガイドシャフト１４に摺動自在に嵌まる一対の筒状部２０ａと二股部２０ｂを有し、筒状部２０ａ上に半径方向に突出する移動制限突起２０ｃが形成されている（図１、図２参照）。移動制限突起２０ｃは、直進案内筒１３に形成した光軸平行溝１３ｂから径方向外部に突出している。

ＡＦ枠２０には、筒状部２０ａの近傍に位置させて、リニアＡＦ機構３０のコイル３１が固定されている。このコイル３１は、巻線中心を光軸Ｏと平行な方向とした偏平な空芯コイルである。ＡＦ枠２０には、コイル３１と形状を対応させた横長貫通穴２０ｄが形成されている。

直進案内筒１３には、コイル３１とともに、リニアＡＦ機構３０を構成する磁石ユニット３２が固定されている。磁石ユニット３２は、ヨーク３３と、永久磁石３４を備えている。ヨーク３３は、図２に示したように、互いに平行な長手方向壁３３ａ１と３３ａ２を短手方向壁３３ａ３で連結した、コ字（Ｕ字）形状を呈する部分と、長手方向壁３３ａ１、３３ａ２の先端部に結合され、長手方向壁３３ａ１、３３ａ２及び短手方向壁３３ａ３とで矩形の閉断面を描く結合板部３３ｂとを有している。矩形の閉断面内側には、一方の長手方向壁３３ａ１の内側面（他方の長手方向壁３３ａ２対向面）に永久磁石３４が固定されている。他方の長手方向壁３３ａ２は、ＡＦ枠２０の横長貫通穴２０ｄとコイル３１内（空芯部）に非接触で挿通されている（図３、図４）。永久磁石３４は、長手方向壁３３ａ１に沿って延びた直方体形状をなしていて、ＡＦ枠２０の移動方向に対して直交方向、例えばその表裏方向に着磁している。

ヨーク３３は、図３及び図４に示したように、長手方向壁３３ａ１と３３ａ２が光軸Ｏと平行をなすように、長手方向壁３３ａ１を直進案内筒１３の内周面に当接させてねじ止め固定されている。ＡＦ枠２０の横長貫通穴２０ｄとコイル３１は、長手方向壁３３ａ２および永久磁石３４に対して、ＡＦ枠２０の光軸方向の全移動領域において、非接触である。

このコイル３１と磁石ユニット３２がリニアＡＦ機構３０（ボイスコイルモータ）を構成する。すなわち、コイル３１に正逆に通電することにより、リニアＡＦ機構３０によってＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ５）がＡＦガイドシャフト１４に沿って光軸Ｏ方向に移動する。コイル３１は、図示しないフレキシブル基板を介して、カメラのＡＦ駆動回路により通電制御される。ＡＦ枠２０の光軸方向位置は、図示しない位置検出センサにより検出される。

第５レンズ群Ｇ５を支持した５群枠２１は、その径方向腕２１ａの先端部が３-５群ガイドシャフト１５に摺動可能に直進案内されており、径方向腕２１ａの径方向端部には、カムフォロア２１ｂが突出形成されている。

カム筒１７は、レンズ駆動モータ４０、ピニオン４１及び減速ギヤ列４２を有する電動駆動機構により回転駆動されるもので、その外周面に、減速ギヤ列４２と噛み合うセクタギヤ１７ｇと、レンズ飾筒１６のカムフォロア１６ｃと係合する１群カム溝１７ｃ１が形成されている。また、その内周面には、２群アッシー１８のカムフォロア１８ｂ、３群アッシー１９のフォロア１９ｆ、及び５群枠２１のカムフォロア２１ｂと係合する２群カム溝１７ｃ２、３群カム溝１７ｃ３及び５群カム溝１７ｃ５が形成されている（図５（Ａ）、（Ｂ））。

カム筒１７の１群カム溝１７ｃ１、２群カム溝１７ｃ２、３群カム溝１７ｃ３及び５群カム溝１７ｃ５は、カム筒１７が沈胴位置に回転駆動されると、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第５レンズ群Ｇ５の各レンズ群を図３に示す光軸方向後方の沈胴位置（収納位置）に移動させる。沈胴位置は、各レンズ群Ｇ１ないしＧ５を可及的に光軸方向後方に接近移動させて収納長の短縮を図る位置であり、写真撮影はできない。一方、カム筒１７が撮影位置に回動されると、図４の上半のワイド端位置と下半のテレ端位置との間で、各レンズ群Ｇ１ないしＧ５を移動させて焦点距離を変化させる。

カム筒１７の内周面にはさらに、ＡＦ枠２０の移動制限突起２０ｃと協働して、第４レンズ群Ｇ４の移動範囲を制限する移動範囲制限溝２２が形成されている（図５、図６参照）。この移動範囲制限溝２２は、カム筒１７が撮影位置（ワイド端とテレ端の間）に位置しているときには、移動制限突起２０ｃの移動を制限せず、無限遠撮影位置から最短撮影位置までのＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）の光軸方向移動を許す幅広部２２ａと、カム筒１７が沈胴位置に回動されたときには、移動制限突起２０ｃの光軸方向移動を許さない（狭い移動範囲に制限する）幅狭部２２ｂとを有している。幅広部２２ａと幅狭部２２ｂは、溝幅徐変部２２ｃによって接続されている。幅広部２２ａ、幅狭部２２ｂ、溝幅徐変部２２ｃの光軸方向後方の移動規制部２２ｄは、光軸Ｏと直交する平面内に位置している。移動制限突起２０ｃは、収納位置で移動規制部２２ｄにより光軸方向移動を制限される。移動制限突起２０ｃは、光軸方向後方の移動規制部２２ｄに接触した状態でカム筒１７が沈胴位置と撮影位置の間で回転しても、光軸方向移動しない。ＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）は、カメラの電源がオンしてカム筒１７が撮影位置に回動位置しているときには光軸方向最後方の無限遠撮影位置に位置し（移動制限突起２０ｃが移動規制部２２ｄから離反し）（図４の上半、下半）、図示しないカメラの測距装置から出力される被写体距離情報に応じて、リニアＡＦ機構３０により前方の被写体距離情報に応じた位置に移動させられる。

このズームレンズ鏡筒１００は、搭載されたカメラの電源がオンされているとき、レンズ駆動モータ４０を介してカム筒１７を沈胴位置から撮影位置まで回動し、さらにズームスイッチ操作に応じて、カム筒１７をワイド端とテレ端の間で回動する。ズームレンズ鏡筒１００は、電源がオフされるとき、レンズ駆動モータ４０を介してカム筒１７を沈胴位置まで回転駆動し、レンズ駆動モータ４０及びリニアＡＦ機構３０をオフ（通電を遮断）する。

従って、カム筒１７が撮影位置に回動しているときには、被写体距離情報により、リニアＡＦ機構３０によってＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）を光軸方向の合焦位置に移動させることができる。一方、沈胴位置では、ＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）の移動が移動制限突起２０ｃと幅狭部２２ｂにより機械的に制限される。したがって、第４レンズ群Ｇ４が第３レンズ群Ｇ３と第５レンズ群Ｇ５に最も接近した沈胴位置において、ＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）はその移動が規制されているので、ズームレンズ鏡筒１００が振動等しても、第４レンズ群Ｇ４（ＡＦ枠２０）が第３レンズ群Ｇ３（３群アッシー１９）、第５レンズ群Ｇ５（５群枠２１）に衝突して互いを傷つけるおそれがない。

以上の通り本実施形態は、リニアＡＦ機構３０の電源がオフであるときのＡＦ枠２０（第４レンズ群Ｇ４）の位置規制を行う移動規制機構を、ＡＦ枠２０に移動制限突起２０ｃを形成し、カム筒１７に移動範囲制限溝２２を形成するだけで実現できるので、他に特別な機構や別の部材を必要としない。

以上、本実施形態は、リニアアクチュエータをＡＦレンズ群を駆動するリニアＡＦ機構３０に適用したが、本発明は、他の直進移動する可動レンズ群をリニアアクチュエータで駆動するリニアレンズ駆動機構を有する沈胴レンズ鏡筒にも適用できる。

１１ イメージセンサホルダ
１２ 筒状固定ハウジング
１３ 直進案内筒
１４ ＡＦガイドシャフト
１５ ３-５群ガイドシャフト
１６ レンズ飾筒
１７ カム筒（回転筒部材）
１７ｃ１ １群カム溝
１７ｃ２ ２群カム溝
１７ｃ３ ３群カム溝
１７ｃ５ ５群カム溝
１８ ２群アッシー
１９ ３群アッシー
１９ａ 防振レンズ枠
２０ ＡＦ枠（直進移動レンズ群枠）
２０ａ 筒状部
２０ｂ 二股部
２０ｃ 移動制限突起
２０ｄ 横長貫通孔
２１ ５群枠
２１ｂ カムフォロア
２２ 移動範囲制限溝
２２ａ 幅広部
２２ｂ 幅狭部
２２ｃ 溝幅徐変部
２２ｄ 移動規制部
３０ リニアＡＦ機構（リニアレンズ駆動機構）
３１ コイル
３２ 磁石ユニット
３３ ヨーク
３４ 永久磁石
４０ レンズ駆動モータ
１００ ズームレンズ鏡筒
Ｇ１ 第１レンズ群（可動レンズ群）
Ｇ２ 第２レンズ群（可動レンズ群）
Ｇ３ 第３レンズ群（可動レンズ群）
Ｇ４ 第４レンズ群（ＡＦレンズ群、直進移動レンズ群）
Ｇ５ 第５レンズ群（可動レンズ群）

Claims (5)

1. 光軸方向後方の沈胴位置と前方の撮影位置との間を移動する可動レンズ群、
   リニアレンズ駆動機構によって光軸方向に直進移動する直進移動レンズ群を支持した直進移動レンズ群枠、及び
   光軸を中心とする回転運動が可能で、回転により上記可動レンズ群を上記沈胴位置と撮影位置との間で移動させる回転筒部材、を有するリニアレンズ駆動機構を備えた沈胴式レンズ鏡筒において、
   上記回転筒部材と直進移動レンズ群枠との間に、上記回転筒部材が沈胴位置に回動したとき、上記直進移動レンズ群枠の移動を機械的に制限する移動制限機構を設けたこと、
   を特徴とするリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒。
2. 請求項１記載のリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒において、上記移動制限機構は、上記直進移動レンズ群枠に径方向に突出させて形成した移動制限突起と、上記回転筒部材の内周面に設けた、上記移動制限突起を受け入れる移動範囲制限溝とを備えているリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒。
3. 請求項２記載のリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒において、上記直進移動レンズ群は、上記可動レンズ群の撮影位置において光軸方向に移動して焦点調節するＡＦレンズ群であるリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒。
4. 請求項３記載のリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒において、上記移動範囲制限溝は、上記回転筒部材が撮影位置にあるときには上記直進移動レンズ群枠の移動制限突起のＡＦ駆動距離の移動を可能とする幅広溝と、上記回転筒部材が沈胴位置にあるときには直進移動レンズ群枠の移動制限突起の光軸と平行な方向の移動を許さない幅狭溝とを備えているリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒において、上記可動レンズ群は撮影範囲内での光軸方向移動により焦点距離を変化させるズームレンズ鏡筒の可動レンズ群であり、上記回転筒部材は、同可動レンズ群をズーミング移動させるカム筒からなっているリニアレンズ駆動機構を有する沈胴式レンズ鏡筒。

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