JP4387914B2 - レンズ装置および撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮影装置に用いられるレンズ装置に関するものである。

撮影装置には、レンズ鏡筒を光軸方向に伸縮させることにより焦点距離の変更を可能としたものが多い。このような撮影装置においては、携帯時に装置本体から突出したレンズ鏡筒を物や人の体にぶつけたり地面に落下させたりして該レンズ鏡筒に外力が加わった場合でも、その後の正常な動作を保たねばならない。

ところで、伸縮可能なレンズ鏡筒は、カム溝部を有するカム筒と、該カム溝部に係合するカムフォロアを保持し、カム筒と光軸方向に相対移動するレンズ保持筒等の部材とを備えていることが多い。このようなレンズ鏡筒に前述した外力が加わると、カム溝部からカムフォロアが外れ、レンズ鏡筒の駆動が行えなくなるおそれがある。

この対策として、例えば特許文献１には、レンズ鏡筒が光軸方向に外力を受けた場合に、カム溝部に対して付勢されたカムフォロアがカム溝部の傾斜したカム面に沿って押し込まれるとともに、レンズ枠における該カムフォロアを保持する部位が該カム溝部のカム面に当接することで、カム溝部からのカムフォロアの外れを防止する構成が提案されている。

また、特許文献２には、カムフォロアに角度が異なる２つの斜面を設けるとともに、カム溝部にも該斜面に対応したカム面を設けることにより、光軸方向の外力に対してカム溝部からのカムフォロアの外れを防止する構成が提案されている。
特開平０６−２５００６３号公報（段落００１４〜００１９、図１，２等） 特開２００３−０１５０１３号公報（段落００２３〜００２７、図３，６等）

しかしながら、上記両特許文献にて提案の構成は、カムフォロア、カム溝部およびその周囲に複数の部品を必要としたり複雑な形状を必要としたりするため、レンズ鏡筒の大型化や加工・組み立てコストの上昇を招きやすい。

また、レンズ鏡筒に光軸方向から外力が加わった場合に、カムフォロアの傾斜面とカム溝部の傾斜面との滑りにより、カム筒又はカムフォロアを保持する部材自体が径方向外方、すなわち略光軸直交方向に変位する可能性がある。この場合、上記両特許文献にて提案の構成では、カム溝部からのカムフォロアの外れを有効に防止することができない。

さらに、特許文献２にて提案の構成は、レンズ鏡筒の前側（被写体側）からの外力に対しては有効であるが、後側からの外力に対しては有効とは言えない。撮影装置はストラップを付けて利用されることが多いが、例えば、ユーザーがストラップを手に持ったままカメラを落とした瞬間にストラップを引っ張り上げると、レンズ鏡筒には後側（カメラボディ側）から引く力が加わる可能性がある。

本発明は、簡単な構成で、様々な方向からの外力に対してカム溝部からのカムフォロアの外れ防止に有効な構成を有するレンズ装置を提供することを目的としている。

１つの観点としての本発明のレンズ装置は、円筒面にて開口したカム溝部を有する第１の部材と、該カム溝部に係合する係合部を有するカムフォロア部材と、周方向において複数の該カムフォロア部材を保持し、第１の部材と光軸方向において相対移動する第２の部材とを有する。そして、複数のカムフォロア部材のうち少なくとも１つは該円筒面に対向する突起部を有し、該円筒面と該突起部との間の間隔が、該カム溝部の底面と該係合部における該底面に対向する端面との間の間隔よりも小さく設定されている。

また、他の観点としての本発明のレンズ装置は、円筒面にて開口したカム溝部を有する第１の部材と、該カム溝部に係合する係合部を有するカムフォロア部材と、周方向において複数の該カムフォロア部材を保持し、第１の部材と光軸方向において相対移動する第２の部材とを有する。そして、複数のカムフォロア部材のうち少なくとも１つは、第１の部材および第２の部材のうち一方が他方に対して略光軸直交方向に変位した場合に該円筒面に当接する突起部を有する。

本発明によれば、第１の部材および第２の部材のうち一方の部材が外力によって他方の部材に対して略光軸直交方向に変位した際に、いずれかのカムフォロア部材の突起部と第１の部材の円筒面とが当接して、該他方の部材を外力の作用方向に押して変位させ、他のカムフォロア部材とカム溝部との係合を維持する。したがって、簡単な構成により、外力による各カムフォロア部材のカム溝部からの外れを有効に防止することができる。

なお、係合部におけるカム溝部と当接する面を円錐形状とすることにより、あらゆる方向からの外力に対するカムフォロア部材のカム溝部からの外れを防止するのに有効である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例であるレンズ鏡筒（レンズ装置）を備えたカメラ（撮影装置）を示している。図１において、１はカメラ本体である。このカメラ本体１の前面には、該カメラ本体１に対して光軸方向に伸縮することにより、撮影光学系の焦点距離を変更可能なレンズ鏡筒２が設けられている。

また、カメラ本体１の前面には、被写体に対して照明光を照射する照明ユニットの発光窓部３が設けられ、さらに該発光窓部３の横にはファインダ窓４が設けられている。

さらに、カメラ本体１の上面には、撮影準備動作(焦点調節動作および測光動作)と撮影動作(後述する撮像素子への露光)を開始させるためのレリーズボタン５が設けられている。

また、図２には、カメラ本体１に対して伸長した状態でのレンズ鏡筒２の断面を示す。図２において、６は最も前側の第１レンズユニットIを保持する第１レンズ保持筒（第２の部材）、７はシャッターユニットと第２レンズユニットＩＩを保持する第２レンズ保持筒、８は第３レンズユニットIIIを保持する第３保持枠、９はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子を保持するベース部材である。

また、１０はベース部材９および後述する固定筒１２に対して光軸方向に直進するとともに、第１レンズ保持筒６を光軸方向にガイドする直進筒であり、固定筒１２の内側に配置されている。１１は固定筒１２と直進筒１０との間に配置された移動カム筒（第１の部材）であり、その内周側には、内周面にて開口する第１および第２カム溝部１４ａ，１４ｂが形成されている。第１カム溝部１４ａは、第１レンズ保持筒６を光軸方向に駆動するために、第２カム溝１４ｂは、第２レンズ保持筒７を光軸方向に駆動するために設けられている。

また、第１および第２カム溝部１４ａ，１４ｂはいずれも、開口側（移動カム筒１１の内周面側）から底面側（同外周面側）に向かって幅が狭くなる略Ｖ字形状の断面を有し、両側面を傾斜カム面としている。

なお、該移動カム筒１１は、直進筒１０に対して回転が可能であるとともに、光軸方向には直進筒１０と一体的に移動可能である。

固定筒１２は、ベース部材９に固定され、その内周側には移動カム筒１１を光軸方向に駆動するためのカム溝部１２ａを有する。

また、移動カム筒１１および直進筒１０の内側に配置された第１レンズ保持筒６の外周面には、その周方向複数箇所（本実施例では、略均等間隔で３箇所）に、移動カム筒１１の第１カム溝部１４ａに係合するカムピン（カムフォロア部材）１３が設けられている。

さらに、第２レンズ保持筒７の外周面には、移動カム筒１１の第２カム溝部１４ｂに係合するカムピン１６が設けられており、また移動カム筒１１の外周面には、固定筒１２のカム溝部１２ａに係合するカムピン１７が設けられている。

このように構成されたレンズ鏡筒２において、移動カム筒１１の後端外周部に形成されたギヤ部１１ａに不図示の駆動機構からの駆動力が伝達されると、該移動カム筒１１は回転しながら、カム溝部１２ａとカムピン１７との係合作用によって光軸方向に移動する。このとき、直進筒１０も移動カム筒１１と一体となって光軸方向に移動する。

さらに、移動カム筒１１が回転すると、第１および第２カム溝部１４ａ，１４ｂとカムピン１３，１６との係合作用によって、第１レンズ保持筒６と第２レンズ保持筒７とが直進筒１０によりガイドされながら光軸方向に移動する。こうして、レンズ鏡筒２がカメラ本体１に対して光軸方向に伸縮し、第１〜第３レンズユニットＩ〜IIIによって構成される撮影光学系の焦点距離が変更される。

次に、カムピン１３およびその周辺構造について説明する。図３には、図２におけるＣ−Ｃ線での断面を示している。また、図４には、第１レンズ保持筒６と移動カム筒１１とが略光軸直交方向に実質的に相対変位していない状態（以下、無変位状態という）での図３におけるＤ部を拡大して示している。

ここでの「変位」は、移動カム筒１１又は第１レンズ保持筒６の略光軸直交方向への平行移動による変位や、後述する移動カム筒１１（又は第１レンズ保持筒６）の略光軸直交方向への変位を含む回転変位の両方を含む。また、「略光軸直交方向」とは、本来の光軸に直交する方向（光軸直交方向）のみならず、光軸直交方向成分を含んだ方向を意味する。なお、図３および図４には、説明を容易にするため、第１レンズ保持筒６とカムピン１３と移動カム筒１１のみ示す。

図３において、前述したように、第１レンズ保持筒６の外周面には、周方向３箇所にカムピン１３が設けられている。また、移動カム筒１１の内周側には、該内周面にて開口する第１カム溝部１４ａが上記３つのカムピン１３に対応して形成されている。

図４に示すように、カムピン１３は、第１レンズ保持筒６の径方向外側から順に、第１カム溝部１４ａに係合する円錐台形状の係合部１３ａと、該係合部１３ａの最大径よりも大きな径を有するフランジ部（突起部）１３ｂと、第１レンズ保持筒６の穴部に圧入されて保持される軸部１３ｃとを有する。係合部１３ａの外周面は、単一の、すなわち連続した１つの円錐面として形成されている。

そして、無変位状態では、第１カム溝部１４ａの底面１４ｃとカムピン１３の係合部１３ａにおける該底面１４ｃに対向する端面１３ｄとの間には寸法Ａを有する間隔が形成されているとともに、フランジ部１３ｂの外端面１３ｅと移動カム筒１１の内周面１１ａとの間には、寸法Ｂを有する間隔が形成されている。これらの間隔は、カムピン１３と移動カム筒１１とが、第１カム溝部１４ａのカム面以外の部分で擦り合いながら相対移動しないように設けられた隙間である。これにより、カムピン１３と移動カム筒１１とがスムーズに、かつ異音を発生させないように相対移動することができる。

なお、フランジ部１３ｂの外端面１３ｅと移動カム筒１１の内周面１１ａとの間の間隔は、フランジ部１３ｂの外端面１３ｅが平面であり、移動カム筒１１の内周面１１ａが円筒面であるため、外端面１３ｅの径方向にて変化するが、ここにいう寸法Ｂは、該間隔のうち最小の部分の寸法である。本実施例では、外端面１３ｅにおける径方向の最外周部と内周面１１ａとの間の寸法であるが、他に最小寸法の間隔を設けるようにしてもよい。

図２において、光軸方向前方から矢印Ｅに示すように第１レンズ保持筒６に外力が加わり、図３におけるＤ部の位置に外力が加わった場合、図４において紙面表側から該Ｄ部に外力が加わる。このとき、移動カム筒１１は、カムピン１３の係合部１３ａの傾斜面（円錐面）と第１カム溝１４ａの傾斜カム面との滑りによって、図３中に破線で示したようにＦ方向に変形する。すなわち、該Ｄ部に光軸方向前側から加わった外力が、略光軸直交方向の外力に変換されて移動カム筒１１に作用する。これに伴い、移動カム筒１１は、図２におけるＧ方向に回転する。すなわち、第１レンズ保持筒６に対して略光軸直交方向に回転変位する。

仮に、カムピン１３にフランジ部１３ｂが設けられていないか、若しくは上述した間隔寸法Ａと間隔寸法ＢとがＡ＜Ｂの関係にあると、上記のような移動カム筒１１の変形によって、Ｄ部の第１カム溝部１４ａからカムピン１３の係合部１３ａが脱落してしまう。

しかし、本実施例のように、間隔寸法Ａと間隔寸法ＢとがＡ＞Ｂの関係にあると、移動カム筒１１が図２中のＧ方向に回転した場合、図５に拡大した図３中のＫ部に示すように、Ｄ部以外に設けられた他の２本のカムピン１３’（図５には一方のカムピン１３’のみ示す）のフランジ部１３ｂ’（外端面１３ｅ’）に、移動カム筒１１の内周面１１ａが接触し、移動カム筒１１はその変形および回転変位方向である図３および図４中のH方向に該２本のカムピン１３’を押す。

なお、この状態において、第１カム溝部１４ａの底面１４ｃとカムピン１３’の係合部１３ａ’における該底面１４ｃに対向する端面１３ｄ’との間には寸法Ａ’（＝Ａ−Ｂ）を有する間隔が残り、該底面１４ｃと該端面１３ｄとが離れているので、フランジ部１３ｂ’の外端面１３ｅ’と移動カム筒１１の内周面１１ａとの接触を妨げない。

そして、移動カム筒１１が２本のカムピン１３’を押した結果、第１レンズ保持筒６は、図３中のＨの方向に偏芯移動する。これは、Ｄ部のカムピン１３に対して、第１カム溝部１４ａと該カムピン１３の係合部１３ａとの係合量を元に戻す移動方向である。したがって、Ｄ部のカムピン１３の第１カム溝部１４ａからの脱落が防止される。

また、図３中のＩ部に外力が作用した場合には、３本のカムピン１３が移動カム筒１１によって押されてＪ方向に偏芯移動するので、同様に各カムピン１３が第１カム溝部１４ａから脱落することが防止される。

さらに、第１レンズ保持筒６又は移動カム筒１１に略光軸直交方向の外側から外力が加わって第１レンズ保持筒６又は移動カム筒１１が回転変位したような場合にも、同様に各カムピン１３が第１カム溝部１４ａから脱落することが防止される。

以上説明したように、本実施例によれば、カムピン１３にフランジ部１３ｂを形成するとともに、前述した間隔の寸法関係をＡ＞Ｂに設定するだけの簡単な構成で、すなわちレンズ鏡筒やカメラ全体の大型化を招くことなく、外力に対して強固なレンズ鏡筒を実現することができる。

さらに、本実施例では、カムピン１３の係合部１３ａにおける第１カム溝部１４ａのカム面に接触する面が、単一の傾斜面（円錐面）で構成されているので、あらゆる方向からの外力に対して前述したようなカムピン外れ防止効果がある。

なお、上記実施例は、本発明の実施する上での一例にすぎず、上記実施例以外の構成を有するレンズ鏡筒やカメラ本体に対して着脱可能な交換レンズにも本発明を適用することができる。

また、上記実施例では、第１レンズ保持筒６に設けられたカムピン１３について説明したが、上記レンズ鏡筒２に設けられたすべてのカムピンについて本発明を適用することが可能である。

さらに、上記実施例では、３本のカムピン１３のすべてについて本発明を適用した場合を説明したが、該３本のうち少なくとも１本について本発明を適用してもよい。

また、上記実施例では、移動カム筒１１の内周面側にカム溝部を形成し、移動カム筒１１の内側に配置された第１レンズ保持筒６の外周にカムピンを設けた場合について説明したが、移動カム筒の外周面側にカム溝部を設け、移動カム筒の外側に配置された筒部材の内周面側にカムピンを設けた場合にも本発明を適用することが可能である。

また、上記実施例では、カム溝部の底面およびカムピンの該底面に対向する端面がそれぞれ平面形状である場合について説明したが、これらを曲面形状とした場合にも本発明を適用することができる。

本発明の実施例であるレンズ鏡筒を有するカメラの斜視図。 上記レンズ鏡筒の光軸方向に沿った断面図。 図２中のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 図３中のＤ部の拡大図。 図３中のＫ部（偏芯状態）の拡大図。

符号の説明

１ カメラ本体
２ レンズ鏡筒
６ 第１レンズ保持筒
７ 第２レンズ保持筒
８ 第３レンズ保持枠
９ ベース部材
１０ 直進筒
１１ 移動カム筒
１１ａ 移動カム筒の内周面
１２ 固定筒
１３ カムピン
１３ａ カムピンの係合部
１３ｂ カムピンフランジ部
１３ｄ 係合部の端面
１４ａ 第１カム溝部
１４ｂ 第２カム溝部
１４ｃ 第１カム溝部の底面
Ａ，Ｂ 間隔の寸法

Claims (7)

1. 円筒面において開口したカム溝部を有する第１の部材と、
   前記カム溝部に係合する係合部を有するカムフォロア部材と、
   周方向において複数の前記カムフォロア部材を保持し、前記第１の部材と光軸方向において相対移動する第２の部材とを有し、
   前記複数のカムフォロア部材のうち少なくとも１つは前記円筒面に対向する突起部を有し、
   前記円筒面と前記突起部との間の間隔が、前記カム溝部の底面と前記係合部における該底面に対向する端面との間の間隔よりも小さいことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記突起部は、前記第１の部材および前記第２の部材のうち一方が他方に対して略光軸直交方向に変位した場合に、前記円筒面に当接することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 円筒面において開口したカム溝部を有する第１の部材と、
   前記カム溝部に係合する係合部を有するカムフォロア部材と、
   周方向において複数の前記カムフォロア部材を保持し、前記第１の部材と光軸方向において相対移動する第２の部材とを有し、
   前記複数のカムフォロア部材のうち少なくとも１つは、前記第１の部材および前記第２の部材のうち一方が他方に対して略光軸直交方向に変位した場合に前記円筒面に当接する突起部を有することを特徴とするレンズ装置。
4. 前記突起部は、前記略光軸直交方向における変位量が所定量よりも小さい場合は前記円筒面から離れていることを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
5. 前記円筒面は、前記第１の部材の内周面であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ装置。
6. 前記係合部における前記カム溝部と当接する面は、円錐形状を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のレンズ装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のレンズ装置と、
   該レンズ装置を通過した光により形成された被写体像を光電変換する撮像素子とを有することを特徴とする撮影装置。

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