JP4497599B2 - Lens barrel and imaging device - Google Patents

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  • Blocking Light For Cameras (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムによりレンズを移動させるレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
小型化を図ったカメラとして、撮影を行わない時には撮影レンズをカメラ本体に収納できる沈胴式鏡筒を有する構成が知られている。このような沈胴式鏡筒には、複数のレンズ群からなる可変焦点距離の、いわゆるズーム鏡筒もある。ズーム鏡筒のそれら複数のレンズ群を所定のズーム曲線に沿って移動させる手段としてカム機構を使用する構成が知られている。すなわち、カムを駆動することでレンズ群を所定の位置に移動させる。この構成では、非撮影時に沈胴状態になるようにカムを構成することで、1本のカム曲線により収納位置から撮影位置にレンズ群を移動可能な鏡筒を実現できる。
【0003】
また、レンズ群の保持にカム手段の嵌合を使用する方法が知られている。例えば、レンズ群と、レンズ群の周囲に等間隔に植設された複数のカムフォロワと、これらレンズ郡を覆い、その複数のカムフォロワに対応したカム溝を有する円筒と、レンズ群を直進させる直進手段とによって鏡筒を構成することで、レンズ群の保持にガイドバー及びレンズ群に形成される軸受けが不要となり、コンパクトで組み立て性のよい鏡筒を実現できる。
【0004】
更に、撮影を行わない時には、撮影レンズを保護するレンズバリアを撮影レンズの前面に設ける構成が知られており、このレンズバリアをカメラの撮影状態に合わせて自動開閉するカメラも知られている。レンズバリアの開閉駆動に開閉専用のモータを設ける構成と、鏡筒の沈胴動作及び繰り出し動作に連動してレンズバリアを開閉する構成が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影レンズとして所要の光学性能を得るには、各レンズ群を所定の位置に正確に保持する必要がある。カム手段の嵌合によりレンズ群を保持する場合には、嵌合ガタが撮影レンズの光学性能の低下の原因となるので、カム手段には可能な限り嵌合ガタを少なくしたきつい嵌合設定が要求される。きつい嵌合設定を実現するには、カム及びカムフォロワの製造誤差を小さくする必要があり、部品の製作コストの増加の原因となっている。
【0006】
従来例では、カム溝の断面形状が収納位置から撮影可能位置の間で同一であり、撮影しない状態であっても、撮影時と同じきつい嵌合設定のカム手段によってレンズ群が駆動されている。つまり、レンズ群の保持に精度が不要にも関わらず嵌合がきつく、鏡筒駆動に大きな負荷がかかっており、モータ駆動の場合には不必要に大きな電力を消費していた。カムとカムフォロワの摩耗を進める原因にもなっていた。
【0007】
自動開閉するレンズバリアを備えた鏡筒では、鏡筒の沈胴動作時及び繰り出し動作時に合わせてレンズバリアを開閉する。このようなレンズバリアを有する鏡筒では、鏡筒の沈胴又は繰り出し動作の負荷とレンズバリアの開閉動作の負荷が重なるので、モータへの負担が一時的に非常に大きくなる。
【0008】
更には、小型カメラのように携帯して使用される場面が多い機器の場合、電池を交換又は充電せずに長時間使用できることは、大変重要な性能である。駆動時間の延長の観点からも、鏡筒駆動の負荷の低減が求められている。
【0009】
本発明は、低負荷で長寿命のレンズ鏡筒及び撮像装置を提示することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るレンズ鏡筒は、レンズを保持する筒体を、カム溝と当該カム溝に嵌合するカムフォロアとにより鏡筒ベースに対して被写体側撮像面側の光軸方向移動自在とするレンズ鏡筒であって、前記カム溝が、撮領域において前記カムフォロアに嵌合する第1のサイズ部分と、非撮像領域において、前記カムフォロアに前記撮領域での嵌合よりもゆるく嵌合する第2のサイズ部分とを具備し、前記カム溝は前記第2のサイズ部分において、撮像面側の側面で前記カムフォロアに対応する第1の斜面を具備し、被写体側の側面で前記カムフォロアよりも緩い第2の斜面を具備し、前記レンズ鏡筒が更に、前記筒体が撮像面側へ移動してバリア突起と固定突起と接触することによりバリアの開く方向の付勢力に抗しつつ前記筒体が被写体側に押し出す方向に付勢されてバリアを閉成動作するレンズバリア機構であって、前記撮像領域から前記非撮領域に移行する場合で、前記カムフォロアが前記第2のサイズのカム溝に嵌合しているときに前記接触による前記バリアの閉成動作を開始するレンズバリア機構を具備することを特徴とする。
【0011】
本発明に係る撮像装置は、上述のレンズ鏡筒を具備する。
【0012】
以下、図面を参照して、レンズバリアがレンズ群の沈胴動作に連動して開閉するズームレンズ鏡筒を有するカメラに適用した本発明の実施例を詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の一実施例の断面図、図2は、その分解斜視図を示す。本実施例のレンズ鏡筒10は、6つの筒体、すなわち、筒体12、移動カム筒14、直進筒16、固定カム筒18、駆動環20及び鏡筒ベース22を具備する。最も物体側の筒体12は、最も物体側に位置する第1レンズ群24を保持する。その他のレンズ群は、図示を省略してある。筒体12の外周上には、その周方向に120゜間隔でカムフォロア12aを植立してあり、カムフォロア12aと同軸に円柱形状の直進ピン12bを植立してある。
【0014】
移動カム筒14は、内周に筒体12を所定の位置に繰り出すカム溝14aを有する。図3は、移動カム筒14の内面の展開図を示す。詳細は後述するが、移動カム筒14は、駆動環20により駆動されて光軸を中心に回転し、この回転に伴い、固定カム筒18のカム溝18aに沿って光軸方向へ移動する。図4は、固定カム筒18の内面の展開図を示す。
【0015】
カム溝14aの形状を説明する。カム溝14aは、カムフォロワ12aに対応して、移動カム筒14の内周に120度の等間隔に3本、同じ形状で形成されている。3本のカムフォロワ12aが、それぞれ別々のカム溝14aに嵌合することで、筒体12が3次元的に位置決めされる。
【0016】
カム溝14aは、4つの部分、すなわち、筒体12を移動カム筒14に組み込む先にカムフォロア12aが嵌合する挿入カム14a−1、筒体12を沈胴位置で保持する沈胴カム14a−2、筒体12を沈胴位置と撮影に供する撮影位置の間で移動させる繰り出しカム14a−3、及び筒体12を撮影位置の中でズーム移動させる撮影カム14a−4からなる。
【0017】
直進筒16は、筒体12をカム溝14aに沿って移動させるために、筒体12を回転させずに光軸方向に直進するだけに規制する。直進筒16は、移動カム筒14の内周面に回転自在に嵌合する。直進筒16は、その内径が筒体12の外径より大きく、外径が移動カム筒14の内径より小さい。直進筒16の外周面上で最も物体側には、抜け止めピン16aが植立されており、これに対面するように、移動カム筒14の内面の物体側には、円周方向へ切られた抜け止め溝14bが形成されている。抜け止めピン16aが抜け止め溝14bに入り込むことで、直進筒16は、移動カム筒14の内周で回転自在であるとともに、移動カム筒14と一体に光軸方向へ移動する。
【0018】
直進筒16の外周上で最も内側には、120度の等間隔に3本の直進キー16bが植立されている。直進キー16bが固定カム筒18の光軸方向に延びる直進キー溝18b(図4参照)に嵌合することにより、直進筒16は、回転せずに光軸方向にのみ移動可能になる。
【0019】
直進筒16の周上には、筒体12の直進ピン12bに対応して、3個所に、光軸方向に延びる直進溝16cを形成してある。筒体12の直進ピン12bは直進溝16cに嵌合し、これにより、筒体12は光軸方向への移動だけに規制される。この結果、移動カム筒14が回転しても、筒体12は、回転せずに、カム溝14aに沿って光軸方向へ移動する。
【0020】
鏡筒ベース22は、本実施例の鏡筒の土台となる。固定カム筒18は、鏡筒ベース22に固定される。26(図1)は、撮像面である。
【0021】
移動カム筒14の外周面には、光軸を中心とした円周上で120度の等間隔に3本のカムフォロア14cが植立されている。カム溝18aは、カムフォロワ14cに対応して、固定カム筒18の内周に120度の等間隔に3本、同じ形状で形成されている。3本のカムフォロワ14cがそれぞれ別のカム溝18aに嵌合することで、移動カム筒14が位置決めされる。
【0022】
固定筒18は、駆動環20内にほぼ密接に入り込む。駆動環20は、上述した構成により移動カム筒14を回転駆動する。駆動環20の内周面には、120度の等間隔で光軸方向に延びる駆動キー溝20aが形成されている。この駆動キー溝20aに個別に嵌合するように、移動カム筒14の外周面上に3本の駆動ピン14dが植立されている。駆動キー溝20aと駆動ピン14dの嵌合により、駆動環20の回転に伴い移動カム筒14が回転する。なお、駆動ピン14dは固定カム筒18を貫通している。
【0023】
図4を参照して、固定カム筒18を内面の構造を詳しく説明する。カム溝18aは、大きく4つの部分、即ち、移動カム筒14を固定カム筒18に組み込むための挿入カム18a−1と、移動カム筒14を沈胴位置で保持する沈胴カム18a−2と、移動カム筒14を沈胴位置と撮影に供する撮影位置の間で移動させる繰り出しカム18a−3と、移動カム筒14を撮影位置の中でズーム動作により移動させる撮影カム18a−4からなる。前述したように、カムフォロワ14cがカム溝18aに嵌合しており、且つ、駆動環20により移動カム筒14が回転させられるので、移動カム筒14はカム溝18aに従って光軸方向へ移動する。
18cは、駆動ピン14dが固定カム筒18を貫通するための逃げ穴である。
【0024】
本実施例のレンズ鏡筒10の全体的な動作を説明する。初期状態として鏡筒10は沈胴状態にあると仮定し、沈胴状態から撮影状態への鏡筒10の繰り出し動作を説明する。駆動環20は、図示しないモータにより回転駆動される。
【0025】
沈胴状態では、カムフォロワ12aは移動カム筒14のカム溝14aの沈胴カム14a−2に嵌合している。カムフォロワ14cは、固定カム筒18のカム溝18aの沈胴カム18a−2に嵌合している。図2のDは、駆動環20の回転方向を示す。矢印の方向を正転とする。この状態で駆動環20が正転することで、鏡筒10が繰り出され撮影可能な状態となる。
【0026】
駆動環20の回転は、先ず移動カム筒14に伝えられる。移動カム筒14が回転すると、カムフォロワ14cが固定カム筒18の沈胴カム18a−2から繰り出しカム18a−3に移動する。このとき、筒体12は直進筒16によって回転しないので、カムフォロワ12aが、移動カム筒14の回転により移動カム筒14のカム溝14aの沈胴カム14a−2から繰り出しカム14a−3に移動する。
【0027】
このように、駆動環20の回転により移動カム筒14が繰り出され、繰り出された移動カム筒14に対して筒体12が繰り出される。更に駆動環20が回転すると、筒体12と移動カム筒14はそれぞれ撮影カム14a−4,18a−4上に移動し、鏡筒10は撮影可能な状態となる。筒体12の絶対的な位置は筒体12の位置と移動カム筒14の位置を足し合せたものとなる。
【0028】
図5は、カム溝14a,18aのカム曲線と、それらを足し合せたカム曲線を示す。横軸は、沈胴位置を0度としたときの駆動環20の回転角を示す。縦軸は、沈胴位置からの変位を示す。30はカム溝14aのカム曲線を示し、32はカム溝18aのカム曲線を示す。34は、カム曲線30とカム曲線32を加算した結果のカム曲線を示す。合成カム曲線34は、筒体12の撮像面26からの変位を示す。
【0029】
レンズ鏡筒10のレンズバリア機構40を説明する。図6は、開いている状態のレンズバリア機構40の分解斜視図を示す。レンズバリア機構40は、4枚の板状のバリア42,44,46,48からなる。バリア42,44は互いに同形状であり、レンズ前面の中心部を主に遮蔽する。バリア46,48は互いに同形状であり、レンズ前面の周辺部を主に遮光する。これらのバリア42,44,46,48は、後述するように回転動作によってレンズ前面を開閉する。バリア42,44の形状及び動作は互いに光軸を中心として点対称であり、バリア46,48の形状及び動作は互いに光軸を中心として点対称である。
【0030】
バリア42,44の一端にはバリア42,44の回転中心となる孔42a,44aを開けてあり、その孔42a,44aにはそれぞれ筒体12の不図示の軸が嵌合する。同様に、バリア46,48の一端にはバリア46,48の回転中心となる孔46a,48aを開けてあり、その孔46a,48aにはそれぞれ、孔42a,44aに嵌合する筒体12の同じ軸が嵌合する。バリア46,48はそれぞれ、バリア42,44に連動してバリア46a,48aを中心に回転する。
【0031】
50はバリア42,44を回転駆動するバリア駆動板である。バリア駆動板50は筒体12に嵌合し、光軸を中心として回転可能である。バリア駆動板50の180゜離れた両側に切り欠き50a,50bを形成してある。切り欠き50aには、バリア42の、孔42aの近くに植立したバリア駆動ピン42bが介入し、切り欠き50bには、バリア44の、孔44aの近くに植立したバリア駆動ピン44bが介入する。バリア駆動板50が光軸を中心に回転すると、切り欠き50a,50bとバリア駆動ピン42b,44bの係合により、バリア42,44が孔42a,44aを中心に回転する。
【0032】
バリア駆動板50は、図示しないバネによりB方向(図2)に付勢されている。これにより、バリア42,44は開く方向へ付勢され、バリア46,48は、バリア42,44に連動して開く方向へ付勢される。鏡筒が撮影可能な状態にあるときには、バリア駆動板50は自由に回転でき、バリア42,44,46,48は、バリア駆動板50をB方向へ付勢するばねによって常に開いた状態になる。
【0033】
バリア駆動板50の撮像面側にはバリア突起50cが形成され、このバリア突起50cに対応して、鏡筒ベース22に固定突起52が形成されている。バリア突起50cの斜面50dと、固定突起52の斜面52aが互いに対面する。バリア突起50の斜面50dと固定突起52の斜面52aは、鏡筒10が撮影状態のときには接触しないが、筒体12のカムフォロア12aが繰り出しカム14a−3に嵌合し沈胴状態へ移行する途中で接触する。更に沈胴方向へ筒体12が移動するにつれ、バリア突起50の斜面50dは、固定突起52の斜面52a上を滑りながら力を受け、図2のB方向とは逆の方向にバリア駆動板50を回転させる。これにより、バネの力に抗してバリア42〜48がが徐々に閉じてゆく。筒体12のカムフォロア12aが完全に沈胴カム14a−2に移動する前に、バリア42〜48は完全に閉じた状態になる。
【0034】
図7は、カム溝14aの沈胴カム14a−2及び撮影カム14a−4における断面図を示す。カムフォロワ12aは、沈胴カム14a−2及び撮影カム14a−4ときつく嵌合する。カメラは沈胴状態で持ち運ばれることが多く、レンズ鏡筒10は持ち運ばれるときの振動及び衝撃に対抗しうる強度が必要になる。沈胴状態でのカムのガタが大きいと、振動又は衝撃によりレンズ鏡筒10が激しく動き、カムを破損してしまうことがあるので、沈胴カム14a−2は、撮影カム14a−4程ではないが、きつく嵌合していなければならない。また、撮影状態では、所要の光学性能を発揮するためにも、筒体12を精度よく位置させることが必要であり、カムにはきつい嵌合と高い精度が要求される。
【0035】
一方、鏡筒の繰り出し時には、筒体12を保持する必要がなく、精度よく位置させる必要もない。そのため、カムの嵌合をゆるめることが可能であり、ゆるめるのが好ましい。図8は、カム溝14aの繰り出しカム14a−3の一部の断面図の一例を示す。この例では、カムフォロワ12aの断面形状に対して、カム14a−3の溝を開くことで、カムフォロワ12aとのゆるい嵌合を実現している。このように嵌合を緩めることによって、鏡筒を駆動するモータへの負荷が軽くなり、電力の消費を抑えることができるとともに、カムフォロワ及びカム溝の摩耗を低減できる。更には、嵌合が緩い繰り出しカム14a−3では、カム溝に高い精度が必要ないので、移動カム筒14の製造コストを低減できる。
【0036】
図9は、カム溝14aの繰り出しカム14a−3の一部の別の断面構造を示す。この例では、カムフォロワ12aの断面形状に対してカム14a−3の溝の幅を広げることでカムフォロワ12aとのゆるい嵌合を実現している。これにより、上記のような省電力効果、部品摩耗の低減効果及びコスト低減効果を実現する。
【0037】
筒体12と移動カム筒14のカム嵌合状態とレンズバリアの動作状態との関係を説明する。筒体12のカムフォロア12aが、撮影カム14a−4に嵌合しているときには、図10に示すように、バリア突起50cと固定突起52は大きく離れている。沈胴に伴い、筒体12のカムフォロア12aが繰り出しカム14a−3と嵌合するようになるが、筒体12が図3のP点に達する少し前までは、図10に示すのと同様にバリア突起50cと固定突起52は離れている。P点の直前でバリア突起50cと固定突起52は図11に示すように当接し始める。その後は、沈胴するに従い、図12に示すようにバリア突起50cの斜面50dと固定突起52の斜面52aが擦れながら、バリア駆動板50を回転させ、レンズバリア機構40が閉じる。図13は、完全に沈胴したときのバリア突起50cと固定突起52の当接状態を示す。
【0038】
筒体12は、カムフォロア12aが撮影カム14a−4と嵌合しているときには、前述のようにガタつかない。バリア突起50cと固定突起52が当接している時には、筒体12には光軸方向へ付勢力が働き、ガタつきが抑えられる。従って、筒体12は、バリア突起50cと固定突起52が当接した後に嵌合がゆるい状態に推移するので、どのカムに嵌合していても決してガタつくことはない。
【0039】
図8又は図9に示す断面の繰り出しカム14a−3と、図7に示す断面のカム14a−2,14a−4とは、図3に示すように、なだらかに形状が変化して接続する。これにより、カムフォロワ12aは、途中で引っ掛かることなく滑らかに、きつい嵌合と緩い嵌合の間を移行できる。
【0040】
バリア突起50cの斜面50dと固定突起52の斜面52aの接触により、筒体12は被写体側に押し出す方向へ付勢される。繰り出しカム14a−3の形状のなだらかな変化の直前に、バリア突起50cの斜面50dと固定突起52の斜面52aを接触させるように設計することで、カムの嵌合がゆるくなっても、鏡筒がガタつかない。
【0041】
前述したように、レンズバリア機構40は、鏡筒の沈胴時に閉じるが、このときバネの付勢力に抗するので、モータには大きな負荷がかかる。しかし、本実施例のように、鏡筒の繰り出しカム14a−3でのカムの嵌合をゆるくすることにより、鏡筒駆動の負荷を分散できる。その結果、モータにかかる負荷のピークを大幅に低くすることができ、モータの駆動電圧を低くすることができる。モータの駆動電圧の低下によって、カメラ本体の最低駆動電圧を低く設定できるので、カメラの駆動時間を延長できる。
【0042】
振動又は衝撃により鏡筒が激しく動いても、カムが破損しないだけの強度を確保できる場合、沈胴カム14a−2をゆるい嵌合のカムにすることができる。こうすると、より一層、摩耗及び製造コストを低減できる。
【0043】
【発明の効果】
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれば、部分的にカムの嵌合をゆるくすることで、カメラの省電力化と、カムの摩耗及び製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の断面図である。
【図2】 本実施例の分解斜視図である。
【図3】 移動カム筒14を平面に展開し内側から見た図である。
【図4】 固定カム筒18を平面に展開し内側から見た図である。
【図5】 カム溝14aとカム溝18aのカム曲線とそれらの合成カム曲線を示す図である。
【図6】 バリアが開いている状態のレンズバリア機構40の分解斜視図である。
【図7】 カム溝14aの沈胴カム14a−2及び撮影カム14a−4の断面図である。
【図8】 カム溝14aの繰り出しカム14a−3の断面図である。
【図9】 カム溝14aの繰り出しカム14a−3の別の構成の断面図である。
【図10】 カムフォロア12aが撮影カム14a−4に嵌合しているときの、バリア突起50と固定突起52の位置関係を示す図である。
【図11】 図3のP点にカムフォロア12aが到達したときの、バリア突起50と固定突起52の位置関係を示す図である。
【図12】 図11より更に沈胴したときの、バリア突起50と固定突起52の位置関係を示す図である。
【図13】 完全に沈胴したときの、バリア突起50と固定突起52の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
10:レンズ鏡筒
12:筒体
12a:カムフォロア
12b:直進ピン
14:移動カム筒
14a:カム溝
14a−1:挿入カム
14a−2:沈胴カム
14a−3:繰り出しカム
14a−4:撮影カム
14b:抜け止め溝
14c:カムフォロア
14d:駆動ピン
16:直進筒
16a:抜け止めピン
16b:直進キー
16c:直進溝
18:固定カム筒
18a:カム溝
18a−1:挿入カム
18a−2:沈胴カム
18a−3:繰り出しカム
18a−4:撮影カム
18b:直進キー溝
18c:逃げ穴
20:駆動環
20a:駆動キー溝
22:鏡筒ベース
24:第1レンズ群
26:撮像面
30:カム溝14aのカム曲線
32:カム溝18aのカム曲線
34:合成カム曲線
40:レンズバリア機構
42,44,46,48:バリア
42a,44a,46a,48a:孔
42b,44b:バリア駆動ピン
50:バリア駆動板
50a,50b:切り欠き
50c:バリア突起
50d:バリア突起50cの斜面
52:固定突起
52a:固定突起52の斜面
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens barrel and an imaging apparatus that move a lens by a cam.
[0002]
[Prior art]
As a miniaturized camera, there is known a configuration having a retractable lens barrel that can accommodate a photographing lens in a camera body when photographing is not performed. Such a retractable lens barrel includes a so-called zoom lens barrel having a variable focal length composed of a plurality of lens groups. A configuration using a cam mechanism as a means for moving the plurality of lens groups of the zoom lens barrel along a predetermined zoom curve is known. That is, the lens group is moved to a predetermined position by driving the cam. In this configuration, by configuring the cam so as to be in a retracted state when not photographing, a lens barrel capable of moving the lens group from the storage position to the photographing position by a single cam curve can be realized.
[0003]
In addition, a method of using fitting of cam means for holding the lens group is known. For example, a lens group, a plurality of cam followers implanted at equal intervals around the lens group, a cylinder that covers these lens groups and has a cam groove corresponding to the plurality of cam followers, and a straight traveling means for moving the lens group straight By configuring the lens barrel, the guide bar and the bearing formed on the lens group are not required for holding the lens group, and a compact and easy-to-assemble barrel can be realized.
[0004]
Furthermore, there is known a configuration in which a lens barrier that protects the photographing lens is provided on the front surface of the photographing lens when photographing is not performed, and a camera that automatically opens and closes this lens barrier according to the photographing state of the camera is also known. There are known a configuration in which a motor dedicated to opening and closing is provided for opening and closing the lens barrier, and a configuration in which the lens barrier is opened and closed in conjunction with the retracting operation and the extending operation of the lens barrel.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to obtain the required optical performance as a photographic lens, it is necessary to accurately hold each lens group at a predetermined position. When the lens group is held by the fitting of the cam means, the fitting play causes a decrease in the optical performance of the taking lens.Therefore, the cam means has a tight fitting setting with as little fitting play as possible. Required. In order to realize the tight fitting setting, it is necessary to reduce the manufacturing error of the cam and the cam follower, which causes an increase in the manufacturing cost of the parts.
[0006]
In the conventional example, the cross-sectional shape of the cam groove is the same from the storage position to the shootable position, and the lens group is driven by cam means having the same tight fitting setting as when shooting, even when shooting is not performed. . That is, although the lens group is not required to be held in precision, the fitting is tight, and a large load is applied to the lens barrel drive. In the case of the motor drive, unnecessarily large power is consumed. It was also a cause of advancing wear of cams and cam followers.
[0007]
In a lens barrel having a lens barrier that automatically opens and closes, the lens barrier is opened and closed in accordance with the retracting operation and the extending operation of the lens barrel. In the lens barrel having such a lens barrier, the load on the retracting or extending operation of the lens tube and the load on the opening / closing operation of the lens barrier are overlapped, so that the load on the motor temporarily becomes very large.
[0008]
Furthermore, in the case of a device that is often carried around and used like a small camera, it is a very important performance that it can be used for a long time without replacing or charging the battery. Also from the viewpoint of extending the driving time, reduction of the load for driving the lens barrel is required.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lens barrel and an imaging device that have a low load and a long service life.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A lens barrel according to the present invention, the cylindrical body that holds the lens and movable in the optical axis direction of the object side imaging plane side with respect to the barrel base by a cam follower fitted into the cam groove and the cam groove a lens barrel, the cam groove, a first size portion fitted to the cam follower in iMAGING region, in the non-imaging area, loosely fitting than fit in the shooting image region to said cam follower second size comprising a portion, wherein the cam groove in the second size portion, comprises a first oblique surface corresponding to the cam follower on the side of the imaging plane side, the cam follower on the side of the object side to comprising a loose second slope than, the lens barrel further the cylindrical body while resisting the urging force of the opening direction of the barrier by contacting the fixing projection and the barrier projection moves to the imaging plane side The cylinder is the subject It is biased in a direction to push the A lens barrier mechanism closing operation of the barrier, in case of transition from the imaging area to the non-IMAGING region, fitting the cam follower in the cam groove of the second size And a lens barrier mechanism that starts a closing operation of the barrier by the contact .
[0011]
An imaging apparatus according to the present invention includes the lens barrel described above.
[0012]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention applied to a camera having a zoom lens barrel whose lens barrier opens and closes in conjunction with a retracting operation of a lens group will be described in detail below with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof. The lens barrel 10 of this embodiment includes six cylinders, that is, a cylinder 12, a moving cam cylinder 14, a rectilinear cylinder 16, a fixed cam cylinder 18, a drive ring 20, and a lens barrel base 22. The cylinder 12 on the most object side holds the first lens group 24 located on the most object side. The other lens groups are not shown. On the outer periphery of the cylindrical body 12, cam followers 12a are planted at intervals of 120 ° in the circumferential direction, and cylindrical rectilinear pins 12b are planted coaxially with the cam followers 12a.
[0014]
The moving cam cylinder 14 has a cam groove 14a that feeds the cylinder 12 to a predetermined position on the inner periphery. FIG. 3 is a development view of the inner surface of the movable cam cylinder 14. As will be described in detail later, the movable cam cylinder 14 is driven by the drive ring 20 to rotate around the optical axis, and moves in the optical axis direction along the cam groove 18a of the fixed cam cylinder 18 along with this rotation. FIG. 4 is a development view of the inner surface of the fixed cam cylinder 18.
[0015]
The shape of the cam groove 14a will be described. Three cam grooves 14a are formed in the same shape on the inner periphery of the movable cam cylinder 14 at equal intervals of 120 degrees corresponding to the cam follower 12a. The three cam followers 12a are respectively fitted in the separate cam grooves 14a, whereby the cylindrical body 12 is positioned three-dimensionally.
[0016]
The cam groove 14a has four parts, that is, an insertion cam 14a-1 into which the cam follower 12a is fitted before the cylindrical body 12 is assembled into the movable cam cylinder 14, and a retractable cam 14a-2 that holds the cylindrical body 12 in the retracted position. The feeding cam 14a-3 moves the cylindrical body 12 between the retracted position and the photographing position for photographing, and the photographing cam 14a-4 moves the zooming of the cylindrical body 12 within the photographing position.
[0017]
In order to move the cylinder 12 along the cam groove 14a, the rectilinear cylinder 16 is restricted only to advance straight in the optical axis direction without rotating the cylinder 12. The rectilinear cylinder 16 is rotatably fitted to the inner peripheral surface of the movable cam cylinder 14. The rectilinear cylinder 16 has an inner diameter larger than the outer diameter of the cylinder 12 and an outer diameter smaller than the inner diameter of the movable cam cylinder 14. A retaining pin 16a is planted on the outermost surface of the rectilinear cylinder 16 on the most object side, and is cut in the circumferential direction on the object side of the inner surface of the movable cam cylinder 14 so as to face the pin. A retaining groove 14b is formed. When the retaining pin 16 a enters the retaining groove 14 b, the rectilinear tube 16 is rotatable on the inner periphery of the movable cam tube 14 and moves in the optical axis direction integrally with the movable cam tube 14.
[0018]
Three rectilinear keys 16b are planted at the innermost position on the outer periphery of the rectilinear cylinder 16 at equal intervals of 120 degrees. By fitting the rectilinear key 16b into the rectilinear key groove 18b (see FIG. 4) extending in the optical axis direction of the fixed cam cylinder 18, the rectilinear cylinder 16 can move only in the optical axis direction without rotating.
[0019]
On the periphery of the rectilinear cylinder 16, rectilinear grooves 16 c extending in the optical axis direction are formed at three locations corresponding to the rectilinear pins 12 b of the cylinder 12. The rectilinear pin 12b of the cylindrical body 12 is fitted into the rectilinear groove 16c, whereby the cylindrical body 12 is restricted only to move in the optical axis direction. As a result, even if the movable cam cylinder 14 rotates, the cylinder 12 does not rotate but moves in the optical axis direction along the cam groove 14a.
[0020]
The lens barrel base 22 is a base of the lens barrel of this embodiment. The fixed cam cylinder 18 is fixed to the lens barrel base 22. Reference numeral 26 (FIG. 1) denotes an imaging surface.
[0021]
Three cam followers 14c are planted on the outer peripheral surface of the movable cam cylinder 14 at equal intervals of 120 degrees on the circumference centered on the optical axis. Three cam grooves 18a are formed in the same shape on the inner periphery of the fixed cam cylinder 18 at equal intervals of 120 degrees corresponding to the cam follower 14c. The movable cam cylinder 14 is positioned by fitting the three cam followers 14c into different cam grooves 18a.
[0022]
The fixed cylinder 18 enters the drive ring 20 almost closely. The drive ring 20 rotationally drives the movable cam cylinder 14 with the above-described configuration. On the inner peripheral surface of the drive ring 20, there are formed drive key grooves 20a extending in the optical axis direction at equal intervals of 120 degrees. Three drive pins 14d are planted on the outer peripheral surface of the movable cam cylinder 14 so as to be individually fitted in the drive key groove 20a. Due to the fitting of the drive key groove 20a and the drive pin 14d, the movable cam cylinder 14 rotates as the drive ring 20 rotates. The drive pin 14d passes through the fixed cam cylinder 18.
[0023]
The structure of the inner surface of the fixed cam cylinder 18 will be described in detail with reference to FIG. The cam groove 18a has four main parts, namely, an insertion cam 18a-1 for incorporating the movable cam cylinder 14 into the fixed cam cylinder 18, a retractable cam 18a-2 for holding the movable cam cylinder 14 in the retracted position, The feeding cam 18a-3 moves the cam barrel 14 between the retracted position and the shooting position for shooting, and the shooting cam 18a-4 moves the movable cam barrel 14 in the shooting position by a zoom operation. As described above, the cam follower 14c is fitted in the cam groove 18a, and the moving cam cylinder 14 is rotated by the drive ring 20, so that the moving cam cylinder 14 moves in the optical axis direction according to the cam groove 18a.
Reference numeral 18 c denotes a relief hole for the drive pin 14 d to penetrate the fixed cam cylinder 18.
[0024]
The overall operation of the lens barrel 10 of this embodiment will be described. Assuming that the lens barrel 10 is in the retracted state as an initial state, the operation of extending the lens barrel 10 from the retracted state to the photographing state will be described. The drive ring 20 is rotationally driven by a motor (not shown).
[0025]
In the retracted state, the cam follower 12a is fitted in the retracted cam 14a-2 of the cam groove 14a of the movable cam cylinder 14. The cam follower 14 c is fitted in the retracted cam 18 a-2 of the cam groove 18 a of the fixed cam cylinder 18. FIG. 2D shows the direction of rotation of the drive ring 20. The direction of the arrow is normal. In this state, when the drive ring 20 is rotated forward, the lens barrel 10 is drawn out so that the photographing can be performed.
[0026]
The rotation of the drive ring 20 is first transmitted to the moving cam cylinder 14. When the moving cam cylinder 14 rotates, the cam follower 14c moves from the retracted cam 18a-2 of the fixed cam cylinder 18 to the feeding cam 18a-3. At this time, since the cylinder 12 is not rotated by the rectilinear cylinder 16, the cam follower 12a is moved from the retracted cam 14a-2 of the cam groove 14a of the moving cam cylinder 14 to the feeding cam 14a-3 by the rotation of the moving cam cylinder 14.
[0027]
Thus, the movable cam cylinder 14 is extended by the rotation of the drive ring 20, and the cylinder 12 is extended with respect to the extended movable cam cylinder 14. When the drive ring 20 further rotates, the cylinder 12 and the movable cam cylinder 14 move onto the imaging cams 14a-4 and 18a-4, respectively, and the lens barrel 10 is ready for imaging. The absolute position of the cylinder 12 is the sum of the position of the cylinder 12 and the position of the movable cam cylinder 14.
[0028]
FIG. 5 shows a cam curve of the cam grooves 14a and 18a and a cam curve obtained by adding them. The horizontal axis shows the rotation angle of the drive ring 20 when the retracted position is 0 degree. The vertical axis shows the displacement from the retracted position. 30 indicates a cam curve of the cam groove 14a, and 32 indicates a cam curve of the cam groove 18a. Reference numeral 34 denotes a cam curve obtained as a result of adding the cam curve 30 and the cam curve 32. The composite cam curve 34 indicates the displacement of the cylindrical body 12 from the imaging surface 26.
[0029]
The lens barrier mechanism 40 of the lens barrel 10 will be described. FIG. 6 is an exploded perspective view of the lens barrier mechanism 40 in the opened state. The lens barrier mechanism 40 includes four plate-like barriers 42, 44, 46 and 48. The barriers 42 and 44 have the same shape and mainly shield the central part of the front surface of the lens. The barriers 46 and 48 have the same shape, and mainly shield the peripheral part of the front surface of the lens. These barriers 42, 44, 46, and 48 open and close the lens front surface by a rotating operation as will be described later. The shapes and operations of the barriers 42 and 44 are point symmetric about the optical axis, and the shapes and operations of the barriers 46 and 48 are point symmetric about the optical axis.
[0030]
Holes 42a and 44a serving as the rotation centers of the barriers 42 and 44 are formed at one end of the barriers 42 and 44, and shafts (not shown) of the cylindrical body 12 are fitted into the holes 42a and 44a, respectively. Similarly, holes 46a and 48a, which are the rotation centers of the barriers 46 and 48, are formed at one end of the barriers 46 and 48. The holes 46a and 48a have holes 12a and 44a, respectively. The same shaft fits. The barriers 46 and 48 rotate around the barriers 46a and 48a in conjunction with the barriers 42 and 44, respectively.
[0031]
Reference numeral 50 denotes a barrier drive plate that rotationally drives the barriers 42 and 44. The barrier drive plate 50 is fitted to the cylinder 12 and is rotatable about the optical axis. Notches 50a and 50b are formed on both sides of the barrier driving plate 50 which are 180 ° apart. The barrier drive pin 42b planted near the hole 42a of the barrier 42 intervenes in the notch 50a, and the barrier drive pin 44b planted near the hole 44a of the barrier 44 intervenes in the notch 50b. To do. When the barrier drive plate 50 rotates about the optical axis, the barriers 42 and 44 rotate about the holes 42a and 44a by the engagement of the notches 50a and 50b and the barrier drive pins 42b and 44b.
[0032]
The barrier drive plate 50 is urged in the B direction (FIG. 2) by a spring (not shown). Thereby, the barriers 42 and 44 are biased in the opening direction, and the barriers 46 and 48 are biased in the opening direction in conjunction with the barriers 42 and 44. When the lens barrel is ready for photographing, the barrier drive plate 50 can freely rotate, and the barriers 42, 44, 46, and 48 are always opened by a spring that biases the barrier drive plate 50 in the B direction. .
[0033]
A barrier protrusion 50c is formed on the imaging surface side of the barrier drive plate 50, and a fixed protrusion 52 is formed on the barrel base 22 corresponding to the barrier protrusion 50c. The slope 50d of the barrier protrusion 50c and the slope 52a of the fixed protrusion 52 face each other. The inclined surface 50d of the barrier protrusion 50 and the inclined surface 52a of the fixed protrusion 52 are not in contact when the lens barrel 10 is in the photographing state, but the cam follower 12a of the cylindrical body 12 is engaged with the pay-out cam 14a-3 and is shifted to the retracted state. Contact. As the cylindrical body 12 further moves in the retracting direction, the inclined surface 50d of the barrier protrusion 50 receives a force while sliding on the inclined surface 52a of the fixed protrusion 52, and the barrier driving plate 50 is moved in a direction opposite to the B direction in FIG. Rotate. As a result, the barriers 42 to 48 are gradually closed against the force of the spring. The barriers 42 to 48 are completely closed before the cam follower 12a of the cylindrical body 12 is completely moved to the retractable cam 14a-2.
[0034]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the retractable cam 14a-2 and the photographing cam 14a-4 of the cam groove 14a. The cam follower 12a is fitted with a retractable cam 14a-2 and a photographing cam 14a-4. The camera is often carried in a retracted state, and the lens barrel 10 needs to be strong enough to resist vibration and impact when being carried. If the cam play in the retracted state is large, the lens barrel 10 may move violently due to vibration or impact, and the cam may be damaged. Therefore, the retractable cam 14a-2 is not as large as the photographing cam 14a-4. Must be tightly fitted. Further, in the shooting state, it is necessary to accurately position the cylindrical body 12 in order to exhibit required optical performance, and the cam is required to be tightly fitted and highly accurate.
[0035]
On the other hand, when the lens barrel is extended, it is not necessary to hold the cylindrical body 12, and it is not necessary to position it accurately. Therefore, it is possible to loosen the fitting of the cam, and it is preferable to loosen. FIG. 8 shows an example of a partial cross-sectional view of the feeding cam 14a-3 of the cam groove 14a. In this example, a loose fitting with the cam follower 12a is realized by opening the groove of the cam 14a-3 with respect to the cross-sectional shape of the cam follower 12a. By loosening the fitting in this manner, the load on the motor that drives the lens barrel can be reduced, power consumption can be suppressed, and wear of the cam follower and cam groove can be reduced. Furthermore, since the feeding cam 14a-3 with a loose fitting does not require high accuracy in the cam groove, the manufacturing cost of the movable cam cylinder 14 can be reduced.
[0036]
FIG. 9 shows another cross-sectional structure of a part of the feeding cam 14a-3 of the cam groove 14a. In this example, loose fitting with the cam follower 12a is realized by widening the groove of the cam 14a-3 with respect to the cross-sectional shape of the cam follower 12a. Thereby, the power saving effect as described above, the effect of reducing component wear, and the cost reduction effect are realized.
[0037]
The relationship between the cam fitting state of the cylinder 12 and the movable cam cylinder 14 and the operating state of the lens barrier will be described. When the cam follower 12a of the cylindrical body 12 is fitted to the photographing cam 14a-4, as shown in FIG. 10, the barrier protrusion 50c and the fixed protrusion 52 are greatly separated. As the lens barrel is retracted, the cam follower 12a of the cylinder 12 comes into engagement with the pay-out cam 14a-3, but until the cylinder 12 reaches the point P in FIG. 3, the barrier is similar to that shown in FIG. The protrusion 50c and the fixed protrusion 52 are separated from each other. Immediately before the point P, the barrier protrusion 50c and the fixed protrusion 52 start to contact each other as shown in FIG. Thereafter, as the lens barrel is retracted, the barrier driving plate 50 is rotated while the inclined surface 50d of the barrier protrusion 50c and the inclined surface 52a of the fixed protrusion 52 are rubbed as shown in FIG. FIG. 13 shows a contact state between the barrier protrusion 50c and the fixed protrusion 52 when the lens barrel is completely retracted.
[0038]
The cylindrical body 12 does not rattle as described above when the cam follower 12a is engaged with the photographing cam 14a-4. When the barrier protrusion 50c and the fixed protrusion 52 are in contact with each other, an urging force acts on the cylindrical body 12 in the optical axis direction, and rattling is suppressed. Accordingly, since the fitting of the cylindrical body 12 changes to a loose state after the barrier projection 50c and the fixed projection 52 are brought into contact with each other, the cylinder 12 will never rattle no matter which cam is fitted.
[0039]
The feeding cam 14a-3 having the cross section shown in FIG. 8 or FIG. 9 and the cams 14a-2 and 14a-4 having the cross section shown in FIG. 7 are connected with their shapes gradually changed as shown in FIG. Thereby, the cam follower 12a can smoothly transition between tight fitting and loose fitting without being caught in the middle.
[0040]
The cylindrical body 12 is urged in a direction to push out toward the subject side by the contact between the slope 50d of the barrier projection 50c and the slope 52a of the fixed projection 52. Even when the fitting of the cam is loosened by designing the inclined surface 50d of the barrier protrusion 50c and the inclined surface 52a of the fixed protrusion 52 immediately before the gentle change in the shape of the feeding cam 14a-3, the lens barrel Is not rattling.
[0041]
As described above, the lens barrier mechanism 40 is closed when the lens barrel is retracted. At this time, the lens barrier mechanism 40 resists the biasing force of the spring, so that a large load is applied to the motor. However, as in this embodiment, the load of the lens barrel drive can be distributed by loosening the fitting of the cam at the lens barrel feeding cam 14a-3. As a result, the load peak applied to the motor can be significantly reduced, and the motor drive voltage can be reduced. Since the minimum drive voltage of the camera body can be set low due to a decrease in the drive voltage of the motor, the drive time of the camera can be extended.
[0042]
Even if the lens barrel moves vigorously due to vibration or impact, the retractable cam 14a-2 can be a loosely fitted cam if the strength is sufficient to prevent the cam from being damaged. In this way, wear and manufacturing costs can be further reduced.
[0043]
【The invention's effect】
As can be easily understood from the above description, according to the present invention, the cam can be partially loosened to reduce the power consumption of the camera and reduce the cam wear and manufacturing costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram of a movable cam cylinder 14 developed on a plane and viewed from the inside.
FIG. 4 is a view of the fixed cam cylinder 18 developed on a plane and viewed from the inside.
FIG. 5 is a diagram showing cam curves of the cam groove 14a and the cam groove 18a and their combined cam curves.
6 is an exploded perspective view of the lens barrier mechanism 40 in a state where the barrier is open. FIG.
7 is a cross-sectional view of a retractable cam 14a-2 and a photographing cam 14a-4 in the cam groove 14a. FIG.
FIG. 8 is a sectional view of a feeding cam 14a-3 of the cam groove 14a.
FIG. 9 is a cross-sectional view of another configuration of the feeding cam 14a-3 of the cam groove 14a.
FIG. 10 is a diagram showing a positional relationship between the barrier protrusion 50 and the fixed protrusion 52 when the cam follower 12a is fitted to the photographing cam 14a-4.
11 is a diagram showing a positional relationship between the barrier protrusion 50 and the fixed protrusion 52 when the cam follower 12a reaches the point P in FIG.
12 is a view showing the positional relationship between the barrier protrusion 50 and the fixed protrusion 52 when the lens barrel is further retracted than in FIG.
FIG. 13 is a diagram showing a positional relationship between the barrier protrusion 50 and the fixed protrusion 52 when fully retracted.
[Explanation of symbols]
10: Lens barrel 12: Tube 12a: Cam follower 12b: Straight advance pin 14: Moving cam cylinder 14a: Cam groove 14a-1: Insertion cam 14a-2: Retracting cam 14a-3: Feeding cam 14a-4: Shooting cam 14b : Retaining groove 14c: cam follower 14d: drive pin 16: rectilinear cylinder 16a: retaining pin 16b: rectilinear key 16c: rectilinear groove 18: fixed cam cylinder 18a: cam groove 18a-1: insertion cam 18a-2: retractable cam 18a -3: Feeding cam 18a-4: Shooting cam 18b: Straight key groove 18c: Relief hole 20: Drive ring 20a: Drive key groove 22: Lens barrel base 24: First lens group 26: Imaging surface 30: Cam groove 14a Cam curve 32: Cam curve 34 of cam groove 18a: Composite cam curve 40: Lens barrier mechanisms 42, 44, 46, 48: Barriers 42a, 44a, 46a, 4 a: hole 42b, 44b: barrier drive pin 50: barrier driver plate 50a, 50b: notch 50c: barrier projection 50d: slope 52 of the barrier projection 50c: fixing protrusion 52a: inclined surface of the fixing protrusion 52

Claims (2)

レンズを保持する筒体を、カム溝と当該カム溝に嵌合するカムフォロアとにより鏡筒ベースに対して被写体側撮像面側の光軸方向移動自在とするレンズ鏡筒であって、
前記カム溝が、撮領域において前記カムフォロアに嵌合する第1のサイズ部分と、非撮像領域において、前記カムフォロアに前記撮領域での嵌合よりもゆるく嵌合する第2のサイズ部分とを具備し、
前記カム溝は前記第2のサイズ部分において、撮像面側の側面で前記カムフォロアに対応する第1の斜面を具備し、被写体側の側面で前記カムフォロアよりも緩い第2の斜面を具備し、
前記レンズ鏡筒が更に、前記筒体が撮像面側へ移動してバリア突起と固定突起と接触することによりバリアの開く方向の付勢力に抗しつつ前記筒体が被写体側に押し出す方向に付勢されてバリアを閉成動作するレンズバリア機構であって、前記撮像領域から前記非撮領域に移行する場合で、前記カムフォロアが前記第2のサイズのカム溝に嵌合しているときに前記接触による前記バリアの閉成動作を開始するレンズバリア機構を具備する
ことを特徴とするレンズ鏡筒。
A cylindrical body that holds the lens, a lens barrel and movable in the direction of the optical axis of the object-side imaging plane side with respect to the barrel base by a cam follower fitted into the cam groove and the cam groove,
The cam groove includes a first sized portion to fit the cam follower in IMAGING region, in the non-imaging area, a second size portion which loosely fits than fit in the shooting image region to said cam follower Comprising
Said cam groove in said second size portion, comprises a first oblique surface corresponding to the cam follower on the side of the imaging plane side, comprises a loose second slope than the cam follower on the side of the object side,
The lens barrel is further attached in a direction in which the cylindrical body pushes out toward the subject while resisting the urging force in the barrier opening direction by moving the cylindrical body toward the imaging surface and contacting the barrier protrusion and the fixed protrusion. are energized by a lens barrier mechanism which closes operating the barrier, in case of transition from the imaging region in the non-shooting image area, when said cam follower is fitted in the cam groove of the second size A lens barrel comprising a lens barrier mechanism for starting a closing operation of the barrier by the contact .
請求項1に記載のレンズ鏡筒を具備することを特徴とする撮像装置。  An imaging apparatus comprising the lens barrel according to claim 1.
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