JP3573127B2

JP3573127B2 - ズームレンズ鏡筒

Info

Publication number: JP3573127B2
Application number: JP2001381108A
Authority: JP
Inventors: 英夫大西
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003185907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ズームレンズ鏡筒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、非撮影時にはカメラ本体内に沈胴したレンズ鏡筒が、撮影時には外部に繰り出されるように構成されたズームレンズ鏡筒が種々提案されている。
【０００３】
かかるズームレンズ鏡筒、特に、ズーミング時と沈胴時における鏡胴全長の伸縮量が大きい鏡胴においては、カメラ本体内に不動に固定された固定筒の内側に、カム環を回動可能に保持した構成が知られている。カム環は、固定筒内で回動するに伴なって、当該固定筒に対して光軸方向に相対移動する。
【０００４】
カム環の内側には、レンズ群が保持されている。これらのレンズ群は、光軸方向と平行かつ直線状に延びるガイド部材にスライド案内されるとともに、その玉枠がカム環に対してカム機構を介して連結されている。したがって、固定筒内でカム環が回動するに伴なってレンズ群が光軸方向に進退駆動され、これによりズーミングおよび沈胴動作が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、固定筒とカム環の連結をカム溝とカムフォロアピンとの係合を利用して行なおうとすると、固定筒の大径化を招いてしまう。これは、固定筒の内周面に形成されるフレキシブルプリント基板収納用溝（凹部）および直進ガイド溝の底面にもカム溝を形成することが必要となるからである。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、ズームレンズ鏡筒の大型化を招くことなく、伸縮量の大きなズームレンズ鏡筒を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
本発明は、上記課題を有効に解決するために創案されたものであって、以下の特徴を備えたズームレンズ鏡筒を提供するものである。
【０００８】
本発明のズームレンズ鏡筒は、「カメラ本体に対して不動に固定される固定筒」と「固定筒に対して、相対回動および光軸方向への相対移動が可能に連結されたカム環」と「カム環に連結され、カム環の回動に伴なって光軸方向に進退移動するレンズ群」とを備える。そして、非撮影時には沈胴状態となり、撮影時には倍率可変領域にまで繰り出される。固定筒とカム環の連結は、沈胴状態から倍率可変領域に至るまでの繰出区間においては、ヘリコイド機構を利用して行なわれる。一方、倍率可変領域内においては、カム溝とカムフォロアピンとの係合を利用して、固定筒とカム環が連結される。
【０００９】
上記構成を備えた本発明のズームレンズ鏡筒においては、沈胴状態から倍率可変領域に至るまでの繰出区間においては、ヘリコイド機構を利用して行なわれている。かかる繰出区間においては、鏡筒内に配線されるフレキシブルプリント基板を収容する溝１５が固定筒に形成されているので、「カム溝とカムフォロアピンとの係合を利用した連結」ではなく、「ヘリコイド機構を利用した連結」を利用して、固定筒とカム環とを連結することで、当該収容溝の底面にカム溝を設ける必要を無くし、これにより、鏡筒の大径化を防いでコンパクト化を達成できる。
【００１０】
なお、本発明においては、上記倍率可変領域内において、カム溝を固定筒内周面に沿って周方向に直線状に形成してもよい。その場合、倍率可変領域内では、カム環が固定筒に対して相対回動はするが、光軸方向には相対移動しないこととなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。図１〜図３は、それぞれ、本発明の一実施形態に係るズームレンズ鏡筒の望遠（ＴＥＬＥ）、広角（ＷＩＤＥ）、沈胴の各状態を示す縦断面図である。
【００１２】
この実施形態のカメラにおいては、沈胴状態（図３）から、まずＷＩＤＥ状態（図２）を経てＴＥＬＥ状態（図１）へと移行する。沈胴状態は、カメラの非撮影時に鏡筒全体が最短長となってカメラ本体内に収納された状態である。撮影時には、まずＷＩＤＥ状態となるまで鏡筒全体が伸張する。ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との間の区間が倍率可変領域（ズーミング領域）であって、実際の撮影は、この領域内のいずれかのレンズ位置において行なわれる。
【００１３】
ズーム鏡筒は、固定筒１０とカム環２０とを含む。固定筒１０は、カメラ本体内に対して不動に内蔵されている。カム環２０は、固定筒１０内に回動可能に保持されていて、固定筒１０近傍に配置された長ギア３０によって回転駆動される。カム環２０は、後述するように、ヘリコイド機構およびカム機構を介して固定筒１０の内面に連結されており、回転駆動されるに伴なって光軸方向に進退移動する。
【００１４】
固定筒１１の展開図（図４）
図４（ａ）は、固定筒１０の展開図を外周面側から示したものであり、図４（ｂ）は、その光軸方向断面図である。固定筒１０の内周面には、螺旋状に延びる多数の隆起した畝１１によってヘリコイドが形成されている。また、同じく内周面の被写体側端部には、周方向に沿って一直線状に延びるカム溝１２が形成されている。
【００１５】
カム環２０の展開図（図５）
図５（ａ）は、カム環２０の展開図を外周面側から示したものであり、図５（ｂ）は、その光軸方向断面図である。カム環２０の外周面の撮影者側端部にはヘリコイドギア２１が形成されている。ヘリコイドギア２１は、カム環２０の全周に渡って帯状に設けたギア２１ａ部と、当該ギア部を斜めに横断するヘリコイド部２１ｂとから構成されている。カム環２０は、ギア部２１ａにおいて長ギア３０から駆動力を受けて回動するとともに、ヘリコイド部２１ｂにおいて固定筒１０内周面のヘリコイド１１と係合して光軸方向へ進退移動する。
【００１６】
固定筒１０とカム環２０との連結
図６（ａ−１）および（ｂ−１）は、沈胴状態における固定筒１０とカム環２０との光軸方向の相対位置関係を示している。図６（ａ−２）および（ｂ−２）は、ＷＩＤＥ状態における固定筒１０とカム環２０との光軸方向の相対位置関係を示している。固定筒１０とカム環２０は、以下に説明するように、沈胴位置とＷＩＤＥ位置との間においてはヘリコイド機構を介して、ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との間の領域ではカム機構を介して、連動する。なお、図示の実施形態では、ズーミング領域においては固定筒１０とカム環２０とは光軸方向には相対移動しないので、ＴＥＬＥ状態における固定筒１０とカム環２０との光軸方向の相対位置関係は、図６（ａ−２）および（ｂ−２）に示したものと同じとなる。
【００１７】
カム環２０は、沈胴位置とＷＩＤＥ位置の間においては、ヘリコイド係合によって、固定筒１０内で回動しながら光軸方向に進退する。すなわち、「固定筒１０の内周面に螺旋状に隆起するヘリコイド１１」と「カム環２０のヘリコイドギア２１のヘリコイド部２１ｂ」との噛合いにより、カム環２０は、固定筒１０に対して相対的に光軸方向に繰り出される。
【００１８】
しかし、固定筒１０側のヘリコイドを構成する畝１１は、図４の“Ｌ１”で表示した領域にのみ形成されているので、カム環２０がＷＩＤＥ位置よりもやや沈胴側の位置に達したときに、ヘリコイド機構の係合が外れる。これと同時に、カム環２０の外周面に設けたカムフォロアピン２３が固定筒１０内周面のカム溝１２と係合する。
【００１９】
ＷＩＤＥ位置とＴＥＬＥ位置との間の領域（ズーミング領域）においては、カム溝１２は、固定筒１０の内周面に沿って周方向に直線状に形成している。したがって、この領域内では、カム環２０は、固定筒１０に対して光軸方向には相対移動せず、固定筒１０内で回動するのみである。このとき、ヘリコイドギア２１は、固定筒１０内周面の“Ｌ２”（図４および図６（ａ−２）参照）で表示した領域を円周方向に移動する。
【００２０】
なお、別例として、ズーミング領域においてカム溝１２が光軸方向成分を含むように構成すれば、ズーミング領域においても、カム環２０を固定筒１０に対して光軸方向に相対移動させることが可能となる。
【００２１】
“Ｌ１”で表示される上記領域においては、固定筒１０の内周面には、光軸方向にフレキシブルプリント基板収納用溝１５および直進ガイド溝１６が形成されている。溝１５は、鏡筒内に配線されるフレキシブルプリント基板を収容し、鏡筒伸縮時に同プリント基板が損傷することを防ぐために設けられたものである。かかる溝１５、１６が存在する領域“Ｌ１”において、固定筒１０とカム環２０との連結をカム溝とカムフォロアピンとの係合を利用して行なおうとすると、当該溝の位置においてもカム溝とカムフォロアピンとの係合を維持することが必要となるため、溝１５、１６の底面にもカム溝を形成しなければならず、その分だけ、固定筒１０が肉厚化して鏡筒の大径化を招いてしまう。
【００２２】
しかしながら、本発明では、領域“Ｌ１”においては、ヘリコイド機構を利用して固定筒１０とカム環２０とを連結している。ヘリコイド機構の場合には、その機構部（ヘリコイド１１およびヘリコイド部２１ｂ）が筒の全周に渡って連続的に形成されているので、たとえ溝１５、１６の位置において部分的に連結が存在しなくても、全体としては安定した連結を得ることができる。したがって、ヘリコイド機構を採用することにより、領域“Ｌ１”における鏡筒の大径化を防ぎ、コンパクト化を達成できる。
【００２３】
また、図１〜図３を比較参照すれば分かるように、ＷＩＤＥ状態（図２）において鏡筒の全長が最大となっている。すなわち、沈胴状態から最初にズーミング領域に至った時点において全長が最大となり、この繰出区間において全長の変化割合が最も大きい。かかる繰出区間においてヘリコイド機構を利用して一気に鏡筒全体を繰り出すことで、第１レンズ群１００を保持する筒部材１０１の短小化を達成でき、したがって、鏡筒全体としても小型・軽量化できる。
【００２４】
第１および第２レンズ群の移動
図５に示したように、カム環２０の内周面側には、第１レンズ群１００を繰り出すための第１カム溝１１０、および第２レンズ群２００を繰り出すための第２カム溝２１０が形成されている。
【００２５】
第１レンズ群１００は、光軸方向に延びる直進ガイド１７（図１、２参照）に案内されているとともに、玉枠に設けたカムフォロアピン１２０が第１カム溝１１０内に保持されている。同様に、第２レンズ群２００は、光軸方向に延びる直進ガイド１７に案内されているとともに、玉枠に設けたカムフォロアピン２２０が第２カム溝２１０内に保持されている。したがって、カム環２０が固定筒１０の内側で回動することにより、第１レンズ群１００および第２レンズ群２００は光軸方向に進退移動する。なお、直進ガイド１７は、その端部１７ａにおいて、固定筒内周面のガイド溝１６（図４参照）と係合している。
【００２６】
第１レンズ群１００は、そのカムフォロアピン１２０が第１カム溝１１０に沿って移動することでカム環２０に対して進退移動する。沈胴状態、ＷＩＤＥ状態、ＴＥＬＥ状態のそれぞれにおいて、カムフォロアピン１２０は、第１カム溝１１０上の沈胴位置１１１、ＷＩＤＥ位置１１２、ＴＥＬＥ位置１１３に位置する。なお、第１レンズ群１００のカメラ本体に対する相対的な移動量は、「固定筒１０に対するカム環２０の相対移動量」と「カム環２０に対する第１レンズ群１００の相対移動量」との和で表される。
【００２７】
第２レンズ群２００は、そのカムフォロアピン２２０が第２カム溝２１０に沿って移動することでカム環２０に対して進退移動する。沈胴状態、ＷＩＤＥ状態、ＴＥＬＥ状態のそれぞれにおいて、カムフォロアピン２２０は、第２カム溝２１０上の沈胴位置２１１、ＷＩＤＥ位置２１２、ＴＥＬＥ位置２１３に位置する。なお、第２レンズ群２００のカメラ本体に対する相対的な移動量は、「固定筒１０に対するカム環２０の相対移動量」と「カム環２０に対する第２レンズ群２００の相対移動量」との和で表される。
【００２８】
第３および第４レンズ群の移動
第３レンズ群３００は、鏡筒内に配置した駆動モータ３５により、カム環２０の移動とは別に駆動される。また、第４レンズ群４００は、カメラ本体内に固定されたＣＣＤ撮像素子３１の前方に固定している。
【００２９】
以上に説明した実施形態においては、沈胴状態から、まずＷＩＤＥ状態を経てＴＥＬＥ状態へと移行する構成を採用している。しかし、本発明の本質は、沈胴状態からズーミング領域（ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との間の領域）に至るまでの繰出区間においてはヘリコイド機構による連結を利用し、ズーミング領域内では、カム溝とカムフォロアピンとによる連結を利用することである。したがって、ＷＩＤＥ状態とＴＥＬＥ状態との順序が実施形態のものに限定されることはない。つまり、沈胴状態から、まずＴＥＬＥ状態を経てＷＩＤＥ状態へと移行する構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るズームレンズ鏡筒を、ＴＥＬＥ状態において示す縦断面図である。
【図２】図１のズームレンズ鏡筒を、ＷＩＤＥ状態において示す縦断面図である。
【図３】図１のズームレンズ鏡筒を、沈胴状態において示す縦断面図である。
【図４】図１のズームレンズ鏡筒を構成する固定筒の展開図および縦断面図である。
【図５】図１のズームレンズ鏡筒を構成するカム環の展開図および縦断面図である。
【図６】図４の固定筒と図５のカム環との光軸方向の相対位置関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０固定筒
１１ヘリコイド
１２カム溝
１５フレキシブルプリント基板収納用溝
１６直進ガイド溝
１７直進ガイド
２０カム環
２１ヘリコイドギア
２３カムフォロアピン
３０長ギア
３１撮像素子
３５駆動モータ
１００〜４００レンズ群
１１０第１カム溝
２１０第２カム溝

Claims

カメラ本体に対して不動に固定される固定筒と、
固定筒に対して、相対回動および光軸方向への相対移動が可能に連結されたカム環と、
カム環に連結され、カム環の回動に伴なって光軸方向に進退移動するレンズ群と、を備え、
非撮影時には沈胴状態となり、撮影時には倍率可変領域にまで繰り出される、ズームレンズ鏡筒において、
沈胴状態から倍率可変領域に至るまでの繰出区間においては、ヘリコイド機構により、固定筒とカム環とが連結されており、
倍率可変領域内においては、上記ヘリコイド機構に代えて、カム溝とカムフォロアピンとの係合により、固定筒とカム環とが連結されたことを特徴とする、ズームレンズ鏡筒。
カメラ本体に対して不動に固定される固定筒と、
固定筒に対して、相対回動および光軸方向への相対移動が可能に連結されたカム環と、
カム環に連結され、カム環の回動に伴なって光軸方向に進退移動するレンズ群と、を備え、
非撮影時には沈胴状態となり、撮影時には倍率可変領域にまで繰り出される、ズームレンズ鏡筒において、
沈胴状態から倍率可変領域に至るまでの繰出区間においては、ヘリコイド機構による連結により、カム環の回動に伴って当該カム環およびレンズ群が繰り出され、
倍率可変領域内においては、カム溝とカムフォロアピンとの係合により、カム環の回動に伴ってレンズ群が繰り出されることを特徴とする、ズームレンズ鏡筒。
上記倍率可変領域内においては、カム溝を固定筒内周面に沿って周方向に直線状に形成し、
これにより、同領域内では、カム環が固定筒に対して相対回動はするが、光軸方向には相対移動しないこととなるように構成したことを特徴とする、請求項１または２記載のズームレンズ鏡筒。