JP4661246B2 - レンズ鏡筒及びレンズ鏡筒を備えた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関し、衝撃などの外力に強い沈胴式のレンズ鏡筒の構成、及びそれを用いた撮像装置に関するものである。

近年、被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能なデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置（以下、単にデジタルカメラという）が、急速に普及している。

このデジタルカメラに用いられるレンズ鏡筒においては、撮影時にカメラ本体からレンズ鏡筒が繰り出されてズーミングを行い、非撮影時にはカメラ本体に収納されるいわゆる沈胴式のレンズ鏡筒が用いられている。

このような沈胴式のレンズ鏡筒として、レンズ群を支持した保持枠に設けられた３つのカムピンがカム溝と係合することにより、沈胴、およびズーム動作を行うように構成されている。また、レンズ鏡筒が繰り出した状態で衝撃など外力が作用した場合には、カムピンがカム溝から外れる、あるいはレンズ鏡筒自体が破壊してしまう恐れがある。そこで、カム溝が形成されているカム環に突起部を設け、鏡筒に外力が作用したても、カムピンがカム溝からの脱落することをなく、ズーム機能が損なわれるのを防止する構成が開示されている。
特開２００１−３２４６６３号公報

しかしながら、従来の沈胴式レンズ鏡筒においては、次のような課題が生じる。

上記特許文献１の沈胴式レンズ鏡筒では、ズーム倍率が３倍程度であるため、３群ズーム光学系が採用されているが、ズーム倍率が６倍程度になると、従来の３群ズーム光学系では、特に焦点距離が長くなるとＦｎｏ．が大きくなるため、暗いレンズとなり、手ぶれの影響等を受けやすくなる。この課題を解決するために４群ズーム光学系を採用すると、レンズ系が暗いという課題は解決されるが、４群ズーム光学系では、３群ズーム光学系に比べ、レンズ群が１つ増えると共に、ズーム倍率に応じて各レンズ群の間隔を大きくする必要があるため、使用時のレンズ鏡筒の長さが長くなる。したがって、鏡筒に外力が作用した場合には、全長が長いために不利であり、カム環に突起を設けるだけの従来の構成では、所定の性能を満足させることが困難であった。

請求項１に記載のレンズ鏡筒は、被写体の光学的な像を撮像素子を介して電気的な画像信号に変換可能な撮像装置に用いられるレンズ鏡筒であって、レンズ鏡筒には、レンズ鏡筒を撮像装置に取り付けるための取り付け部を有し、取り付け部は、固定枠と、固定枠から光軸方向に延ばした延長部と、延長部の端部に光軸方向と略垂直な面を有する取り付け面形成部とを備え、撮像装置本体に対し、取り付け受け面形成部を介して固定されている。

このレンズ鏡筒では、延長部の弾性変形により、レンズ鏡筒に加わる衝撃を吸収することができる。

請求項２に記載のレンズ鏡筒では、請求項１において、固定枠における延長部が設けられている根元部分は、固体枠の他の部分に比べ、肉厚を薄くして剛性を弱くしている。

このレンズ鏡筒では、さらに延長部の弾性変形が助長されることにより、レンズ鏡筒に加わる衝撃をより吸収することができる。

請求項３に記載のレンズ鏡筒では、請求項１において、撮像素子は固定枠に取り付けられている。

請求項６に記載の撮像装置では、請求項１から３のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備える。

この撮像装置では、落下時にレンズ鏡筒の不具合が発生しないので、正常なズーム動作が出来なくなるという不具合を解消することができる。

請求項１に係るレンズ鏡筒では、カメラとの固定部において、弾性変形することにより意図的に衝撃を吸収する部分、すなわち取り付け部に光軸と光軸と平行な方向の延長部を設けたことにより、レンズ鏡筒における落下時の衝撃を吸収することにより、レンズ群を保持した保持枠のカムピンがカム溝から脱落してしまい、正常な動作が出来なくなるという不都合を解消することができる。

請求項４に係るレンズ鏡筒では、すべてのズーム領域において、１群保持枠と２群保持枠とを、光軸方向に少なくとも重なるような構成としたことにより、レンズ鏡筒の落下時に、レンズ鏡筒内部のレンズ保持枠がカム溝から脱落してしまい、正常な動作が出来なくなるという不具合を解消することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る沈胴式のレンズ鏡筒について、図１〜図１４を用いて説明する。図１は本実施の形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図、図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は同レンズ鏡筒の光学系の動きを示す図、図３は同レンズ鏡筒の光学系の沈胴位置を示す断面図、図４は同レンズ鏡筒の光学系の広角位置を示す断面図、図５は同レンズ鏡筒の光学系の広角位置と望遠位置の略中央位置を示す断面図、図６は同レンズ鏡筒の光学系の望遠位置を示す断面図、図７は同レンズ鏡筒の駆動枠のカム溝の展開図、図８は同レンズ鏡筒の回転枠のカム溝の展開図、図９は同レンズ鏡筒のカム枠のカム溝の展開図、図１０は同レンズ鏡筒のカム溝の合成軌跡を説明する図、図１１（ａ），（ｂ）はレンズ鏡筒の取り付け部を説明する斜視図、図１２はレンズ鏡筒のマスターフランジの正面図、図１３は図１２のマスターフランジにおける撮像装置への取り付け方法を説明する断面図（断面Ｂ−Ｂ）、図１４（ａ），（ｂ）は撮像装置のそれぞれ未使用状態、使用状態を示す斜視図である。

レンズ鏡筒１の概略構造を最初に説明する。レンズ鏡筒１は、光学６倍ズームなどに適用する４群ズーム光学系を用いた沈胴式のものであり、カム枠１９と、回転枠２３と、駆動枠１２と、直進枠１６と、１群保持枠２と、２群保持枠３と、３群保持枠４と、４群保持枠５とを備えている。回転枠２３は、カム枠１９に対して相対回転可能に支持されている。駆動枠１２は、カム枠１９及び回転枠２３に支持され、回転枠２３が回転すると回転状態で光軸方向に移動する。直進枠１６は、カム枠１９及び回転枠２３に支持され、回転枠２３が回転すると非回転状態で駆動枠１２とともに光軸方向に移動する。１群保持枠２は、１群レンズＬ１を保持し、駆動枠１２及び直進枠１６に支持され、駆動枠が回転すると非回転状態で光軸方向に移動する。２群保持枠３は、２群レンズＬ２を保持し、駆動枠１２及び直進枠１６に支持され、駆動枠が回転すると非回転状態で光軸方向に移動する。３群保持枠４は、３群レンズＬ３を保持し、カム枠１９及び回転枠２３に支持され、回転枠２３が回転すると非回転状態で光軸方向に移動する。４群保持枠５は、４群レンズＬ４を保持する。

沈胴式のレンズ鏡筒１について、図１から図１４を用いて具体的に説明する。図示したように、レンズ鏡筒１の光軸ＡＺをＺ軸（物体側を正、像面側を負とする）とするＸＹＺ３次元直交座標系を設定する。１群レンズＬ１、２群レンズＬ２は光軸ＡＺ上を移動して変倍を行うレンズ、３群レンズＬ３は像ぶれ補正用のレンズ、４群レンズＬ４は変倍に伴う像面変動の補正及び合焦のために光軸ＡＺ上を移動するレンズである。

１群保持枠２は、１群レンズＬ１を保持している。１群保持枠２の後端外周には、その３箇所（例えば１２０゜間隔）に先端がテーパ状のカムピン２ａが設けられ、それらの基部には円形の凸部２ｂが形成されている。なお、カムピン２ａについては、１群保持枠２に対し、金属製のカムピンを圧入等して、別途取り付けても良い。

２群保持枠３は、２群レンズＬ２を保持している。２群保持枠３には、その３箇所に延長部３ｃが設けられている。その各延長部３ｃには、先端がテーパ状のカムピン３ａが設けられ、それらの基部には円形の凸部３ｂが形成されている。ここで、１群保持枠２のカムピン２ａと２群保持枠３のカムピン３ａとは、光軸ＡＺ中心の円周方向に、所定角度離れて形成されている。

３群保持枠４は、像ぶれ補正用レンズ群Ｌ３（３群レンズ）を保持し、後述する像ぶれ補正ユニット３０を構成している。３群保持枠４は、カム枠１９及び回転枠２３の内側に配置されている。３群保持枠４には、その３箇所に延長部４ａが設けられている。その各延長部４ａには、カムピン５０が設けられている。このカムピン５０は、テーパ状の先端部５０ａと、テーパ状の凸部である根元部５０ｂから構成されている。

４群保持枠５は、４群レンズＬ４を保持している。４群保持枠５は、カム枠１９及び回転枠２３の内側において、３群保持枠４の１群及び２群保持枠側と反対側に配置されている。この４群保持枠５は、マスターフランジ６に片持ち支持された光軸ＡＺと平行な２本のガイドポール７ａ，７ｂにて支持されることにより、光軸ＡＺ方向に摺動可能となっている。また４群保持枠５は、ステッピングモータなどの４群レンズ駆動アクチュエータ８により光軸ＡＺ方向に駆動される。４群レンズ駆動アクチュエータ８の送りネジ８ａには、中央にネジ部が形成されたラック部８ｂが噛合されている。ガイドポール７ａには、圧縮バネ１０が、４群保持枠５の軸受け部５ａとマスターフランジ６に設けたガイドポール７ａの支持部６ａとの間に挿入されている。この圧縮バネ１０の作用により、４群保持枠５は、常に光軸ＡＺ方向に付勢されている。また、４群保持枠５には、４群レンズ駆動アクチュエータ８の駆動力を伝える被駆動部５ｃが設けられており、ラック部８ｂの光軸ＡＺの負の方向側の面が、被駆動部５ｃの光軸ＡＺの正の方向側の面と接触する構成となっている。このような構成を用いることにより、４群レンズ駆動アクチュエータ８が回転し、送りねじ８ａの回転によりラック部８ｂが光軸ＡＺの正の方向に送られる際には、圧縮バネ１０の力により４群保持枠５も光軸ＡＺの正の方向に移動させられる。逆に、ラック部８ｂが光軸ＡＺの負の方向送られる際には、圧縮バネ１０の力に抗して、４群保持枠５を光軸ＡＺの負の方向に移動させる。このように、圧縮バネ１０の作用により、４群レンズ駆動アクチュエータ８の送りねじ８ａのガタツキを小さくし、光軸ＡＺの正負の方向に対して、４群保持枠５を精度良く駆動させる。以上より、４群レンズＬ４は、４群レンズ駆動アクチュエータ８の駆動力にて、光軸ＡＺ方向に移動し、変倍に伴う像面変動の補正と合焦とを行う。

撮像素子（ＣＣＤ）１１は、マスターフランジ６の光軸ＡＺの負の方向側に設けられた長方形の開口部に取り付けられている。

駆動枠１２は、円筒形状のカム環であり、その内周には、有底でテーパ形状のカム部である１群保持枠２用のカム溝１３、２群保持枠３用のカム溝１４が、それぞれ円周方向に略１２０゜の等間隔にて形成されている。また内周の最も光軸ＡＺの負の方向には、円周溝１５が形成されている。さらに駆動枠１２の後端外周には、その３箇所にカムピン５１が設けられている。このカムピン５１は、テーパ状の先端部５１ａと、テーパ状の凸部である根元部５１ｂから構成されている。

駆動枠１２の内周に形成されたカム溝１３，１４について、図７に示す駆動枠１２の内周の展開図を用いて説明する。１群保持枠２用のカム溝１３と２群保持枠３用のカム溝１４とは、所定の角度離れて形成されている。１３ａ，１４ａは各カムピンの導入直進溝、１３ｂ，１４ｂは各レンズ群の沈胴位置の状態、１３ｃ，１４ｃはワイド位置、１３ｄ，１４ｄはノーマル位置、１３ｅ，１４ｅはテレ位置を示している。光軸ＡＺの負の方向に設けられた円周溝１５は、後述する直進枠１６と係合し、その２箇所に挿入溝１２ｃが設けられている。

直進枠１６の後端には、フランジ１６ａが設けられている。直進枠１６の外周に設けられた略１８０度対向に配置された回転ガイド用の２箇所の凸部１６ｂは、駆動枠１２の内周の円周溝１５に係合され、光軸ＡＺ方向の位置が規制された状態にて、直進枠１６に対して駆動枠１２が回転可能に支持される。

直進枠１６の円周には、１群保持枠２用の直進ガイド孔１７と２群保持枠３用の直進ガイド孔１８とが、それぞれ略１２０度分割にて３箇所設けられている。直進ガイド孔１７には、１群保持枠２の凸部２ｂが係合され、直進ガイド孔１８には、２群保持枠３の凸部３ｂが係合されることにより、１群保持枠２および２群保持枠３は、直進ガイド孔１７，１８によってそれぞれ案内されて、光軸ＡＺ方向に移動可能に支持される。直進枠１６のフランジ１６ａには、その３箇所に、略１２０度分割にて、直進ガイド用の凸部１６ｃが形成されている。

カム枠１９には、その外周の３箇所に、駆動枠１２のカムピン５１の根元部５１ｂが係合されるカム溝２０が、内側が広くなった貫通のテーパ形状にて、１２０゜の略等間隔にて３本形成されている。またその外周の３箇所には、３群保持枠４のカムピン５０の根元部５０ｂが係合する光軸ＡＺに平行な直進溝２１が、内側が広くなった貫通のテーパ形状にて、１２０゜の略等間隔にて３本形成されている。さらにその内周の３箇所には、直進枠１６の直進ガイド用の凸部１６ｃが係合される直進ガイド溝２２が形成されている。なお、カム枠１９に形成されたカム溝２０、及び直進溝２１は、内スライド方式の金型を用いて成型を行うため、内側が広くなったテーパ形状となるが、特にカム溝２０のカム形状が複雑になっても、金型のＰＬ（パーティングライン）の位置を工夫することにより対応することが可能となる。言い換えると、設計の自由度が向上しているため、カム枠の貫通溝を複雑な形状にでき、そのため、カム溝２０がズーム領域において光軸に対して所定の傾き角を有していても容易に形成できる。ただし、内スライド方式の金型を用いるため、カム枠１９の光軸ＡＺの正、負の両方向とも、略丸形状の貫通孔を設ける必要がある。

カム枠１９に形成されたカム溝２０、直進溝２１、及び直進ガイド溝２２について、図９に示すカム枠１９の内周の展開図を用いて説明する。駆動枠１２用のカム溝２０と３群保持枠４用の直進溝２１とは、所定の角度離れて形成されている。２０ａ，２１ａは各カムピンの導入直進溝、２０ｂ，２１ｂは各レンズ群の沈胴位置の状態、２０ｃ，２１ｃはワイド位置、２９ｄ，２１ｄはノーマル位置、２０ｅ，２１ｅはテレ位置を示している。つまり、カム溝２０は、ズーム領域において、光軸に対して所定の傾き角を有する。また、直進溝２１の導入溝２１ａの一部は、カム溝２０と干渉しないように、光軸ＡＺに対して、所定の角度を持って形成されている。このように形成することにより、カム枠１９の小径化、つまりレンズ鏡筒１の小型化を図ることができる。また、直進ガイド溝２２は、駆動枠１２においてカム溝２０の導入直進溝２０ａと、ほぼ同位相の位置に形成されており、２２ｂは駆動枠の沈胴位置の状態、２２ｅはテレ位置の状態を示している。このように、直進ガイド溝２２とカム溝２０の導入直進溝２０ａの位置を共有化することにより、カム枠１９の小径化、つまりレンズ鏡筒１の小型化を図ることができる。

カム枠１９の外周に設けられた回転ガイド用の３箇所の凸部１９ａは、後述する回転枠２３の内周の円周溝２４に係合されている。この係合によって、光軸ＡＺ方向の位置が規制された状態にて、回転枠２３がカム枠１９に対して回転可能に支持される。

回転枠２３は、円筒形状のカム環であり、その内周には、有底でテーパ形状のカム部である３群保持枠４用のカム溝２５が、円周方向に略１２０゜の等間隔にて３本形成されている。また、カム溝２５が形成されていない部分には、駆動枠１２用の直進溝２６が、円周方向に略１２０゜の等間隔にて３本形成されている。また内周の最も光軸ＡＺの正の方向には、円周溝２４が形成されている。

回転枠２３の内周に形成されたカム溝２５、及び直進溝２６について、図８に示す回転枠２３の内周の展開図を用いて説明する。２５ａは３群カムピン５０の先端部５０ａの導入直進溝、２５ｂは３群保持枠４の沈胴位置の状態、２５ｃはワイド位置、２５ｄはノーマル位置、２５ｅはテレ位置を示している。

回転枠２３の外周の所定の範囲には、ギア部２３ａが設けられている。このギア部２３ａは、マスターフランジ６に固定され、回転枠２３の外周に配置された減速ギア機構２６の減速ギア（図示せず）に噛合される。この減速ギア機構２６には、ＤＣモータなどの駆動アクチュエータ２７が設けられており、駆動アクチュエータ２７が回転することにより、その回転力が減速ギアに伝達され、回転枠２３が回転される。また、回転枠２３の最後端部には一定角度のみ切り欠き部２３ｂが設けられており、その端部２３ｃ，２３ｄが後述するマスターフランジ６に設けられた突起部６ｆと当接することにより、メカ端の役割を果たす。また回転枠２３の光軸ＡＺの正の方向には、略等分割にて３つの円周溝２４が設けられている。

図１０は、カム枠１９および駆動枠１２のカム溝の軌跡を図示したものである。（ａ）はカム枠１９のカム溝２０のカム形状、（ｂ）は駆動枠１２の１群レンズＬ１用カム溝１３のカム形状、（ｃ）は駆動枠１２の２群レンズＬ２用カム溝１４のカム形状である。また（ｄ）は１群レンズＬ１の移動軌跡にて（ａ）と（ｂ）の和であり、（ｅ）は２群レンズＬ２の移動軌跡にて（ａ）と（ｃ）の和となる。図の横軸は、沈胴位置、ワイド位置、ノーマル位置、テレ位置を示している。

図１０（ｄ）に示すように、１群レンズＬ１の移動軌跡は、ワイド位置からノーマル位置まで光軸ＡＺに対して直交するフラット形状であり、ノーマル位置からテレ位置まで、非線形の軌跡にて、物体側に繰り出される軌跡を描いている。沈胴位置からワイド位置においては、光軸ＡＺの正の方向への繰り出し量Ｚ１を、カム枠１９のカム溝２０のカム形状（ａ）と駆動枠１２の１群レンズＬ１用カム溝１３のカム形状（ｂ）とに分散させたことにより、双方のカムのリフト角を大きくすることなく、沈胴位置に対するワイド位置での繰り出し量を大きくすることが可能となるため、沈胴時のレンズ鏡筒１の全長を短くすることが可能となる。よって、本発明の４群ズーム光学系の１群レンズＬ１動きは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、ワイド位置での光学全長ｄ２は、沈胴位置での光学全長ｄ１に比べ、約１．８倍の長さにまで繰り出すことが可能となる。

ワイド位置からノーマル位置においては、１群レンズＬ１は、光軸ＡＺ方向に移動しないため、カム枠１９のカム溝２０のカム形状（ａ）を光軸ＡＺの負の方向に延びるように形成し、駆動枠１２の１群レンズＬ１用カム溝１３のカム形状（ｂ）を光軸ＡＺの正の方向に延びるように形成して、２つのカム形状を合成することにより、（ｄ）に示す光軸ＡＺに対して直交するフラット形状を形成している。さらに、ノーマル位置からテレ位置においては、２つのカム溝２０，１３を光軸ＡＺの正の方向に延びるように形成して、２つのカム形状を合成することにより、（ｄ）に示す光軸ＡＺの正の方向に繰り出す形状を形成している。よって図２（ｄ）に示すように、テレ位置での光学全長ｄ３は、沈胴位置での光学全長ｄ１に比べ、約２．３倍の長さまで繰り出すことが可能となる。

以上に示す１群レンズＬ１のカム形状とすることにより、６倍ズームという長焦点距離を満足するために使用時の光学全長を長くし、かつ２段沈胴方式を用いて沈胴時のレンズ鏡筒の長さを短縮して小型化を達成するという、相反する課題を解決することが可能となる。

同様に、図１０（ｅ）に示すように、２群レンズＬ２の移動軌跡は、ワイド位置からノーマル位置までは、光軸ＡＺの負の方向に非線形の軌跡にて大きく繰り込まれ、ノーマル位置からテレ位置までは、光軸ＡＺの正の方向に繰り出される軌跡を描いている。沈胴位置からワイド位置においては、光軸ＡＺの正の方向への繰り出し量Ｚ２を、カム枠１９のカム溝２０のカム形状（ａ）と駆動枠１２の２群レンズＬ２用のカム溝１４のカム形状（ｃ）とに分散されたことにより、双方のカムのリフト角を大きくすることなく、沈胴位置に対するワイド位置での繰り出し量を大きくすることが可能となるため、沈胴時のレンズ鏡筒１の全長を短くすることが可能となる。

ワイド位置からノーマル位置においては、光軸ＡＺの負の方向への繰り込み量が大きいので、二つのカム形状（ａとｃ）に分散させることにより、双方のカムのリフト角を大きくすることなく、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２との間隔を大きくする構成としている。なお、このノーマル位置において、４群ズーム光学系における１群レンズＬ１と２群レンズＬ２との間隔（ｄ４）を大きく構成する、つまり２群レンズＬ２を光軸ＡＺの負の方向に最も繰り込み、シャッターユニットとの間隔を出来る限り小さくすることにより、レンズ周辺での光量低下を抑え、ズーム倍率が６倍程度の光学系の小型化に寄与している。よって、ワイド位置からノーマル位置における２群レンズＬ２の光軸ＡＺの負の方向への繰り込み量を、駆動枠１２とカム枠１９との双方のカム溝１４，２０を光軸ＡＺの負の方向に繰り込む軌跡とすることにより、カムのリフト量を大きくすること無く、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２とのレンズ間隔を大きくすることが可能となる。

さらに、ノーマル位置からテレ位置においては、カム枠１９のカム溝２０のカム形状（ａ）を光軸ＡＺの負の方向に延びるように形成し、駆動枠１２の２群レンズＬ２用カム溝１４のカム形状（ｃ）を光軸ＡＺの正の方向に延びるように形成して、２つのカム形状を合成することにより、（ｅ）に示す光軸ＡＺの正の方向に延びる形状を形成している。

以上に示す２群レンズＬ２のカム形状とすることにより、レンズ周辺での光量低下を抑えつつ、６倍ズーム光学系の小型化を達成することが可能となる。

シャッターユニット２９は、撮像素子１１の露光量及び露光時間を制御するため、絞り羽根、絞り駆動モータ、シャッター羽根、及びシャッター駆動モータ２９（いずれも図示せず）により構成され、３群保持枠４の光軸ＡＺの正の方向側に固定されている。

次に、レンズ鏡筒１の撮像装置７０に対する取り付け構造について説明する。

マスターフランジ６の外周の３箇所には、取り付け部６ｐが設けられている。この取り付け部６ｐは、光軸ＡＺ方向に延ばした延長部６ｑと、その延長部６ｑの光軸ＡＺ方向の端部に光軸ＡＺと直交し、Ｘ−Ｙ平面と平行となる取り付け面形成部６ｒとから構成されており、略Ｌ字形状となっている。よって、この取り付け面形成部６ｒを、撮像装置７０の取り付け部７１と合わせて、ネジ７２を用いてネジ止めすることにより、レンズ鏡筒１と撮像装置７０とが固定されることになる。よって、図１３に示すＣ方向より、レンズ鏡筒１、特に１群保持枠２に力が加わった際、撮像装置７０との取り付け部６ｐにおいては、瞬間的に、その延長部６ｑが弾性変形により撓み、衝撃を吸収することになる。さらには、延長部６ｑの根元部分６ｓの肉厚を、マスターフランジ６の他の部分の肉厚に比べて薄くすることにより、その延長部６ｑの剛性が弱くなり、衝撃が加わって際の撓み量を助長する構成となっている。なお、この肉厚を薄くした根元部分６ｓについては、貫通穴としても良い。また、延長部６ｑについては、光軸ＡＺと平行とは限らず、所定の角度をもって斜めに形成しても良い。

このように構成された沈胴式のレンズ鏡筒１について、その動作を以下に述べる。

沈胴状態において、駆動枠１２及び直進枠１６、１群保持枠２、及び第２群保持枠３は、カム枠１９及び回転枠２３の内側に配置されている。駆動アクチュエータ２７の駆動により、減速ギア機構２６の減速ギア２６ａが回転されると、減速ギア２６ａに噛合した回転枠のギア部２３ａに伝達され、回転枠２３が回転される。この回転枠２３の回転により、駆動枠１２のカムピン５１の先端部５１ａが回転枠２３の直進溝２６に、根元部５１ｂがカム枠１９のカム溝２０によりそれぞれ案内され、駆動枠１２が光軸ＡＺ中心に回転しつつ、光軸ＡＺ方向に移動する。

また同時に、駆動枠１２を回転自在に支持している直進枠１６は、凸部１６ｃがカム枠１９の内周に設けられた直進ガイド溝２２により案内され、駆動枠１２と共に、光軸ＡＺ方向に直進移動される。さらに、駆動枠１２、直進枠１６に支持された１群保持枠２、２群保持枠３が光軸ＡＺ方向に移動する。３群保持枠４は、カムピン５０の先端部５０ａが回転枠のカム溝２５に、根元部５０ｂがカム枠１９の直進溝２１によりそれぞれ案内され、光軸ＡＺ方向に直進移動する。

このように、回転枠２３が回転されることにより、駆動枠１２、１群保持枠２、２群保持枠３、３群保持枠４が、沈胴位置から撮影状態となるワイド位置に繰り出される。さらに回転枠２３が回転されることにより、ワイド位置〜ノーマル位置〜テレ位置の間で、駆動枠１２、１群保持枠２、２群保持枠３、３群保持枠４が移動されて、ズーム動作が行われる。

またフォーカス時には、４群レンズ駆動アクチュエータ８を駆動することにより、４群保持枠５を光軸ＡＺ方向に駆動することにより、ズームに伴う像面変動の補正及び合焦の動作を行う。

次に、上記のズーム動作が可能な状態において、撮影者が、カメラ７０を誤って落とした際の状況について説明する。

図１４（ｂ）に示すカメラ７０の使用状態において、レンズ鏡筒１の方向が下方向となるように落とした際、レンズ鏡筒１には、最も大きな衝撃が加わる。すなわち、矢印Ｃ方向の衝撃が、カメラ７０本体の自重分も含め、すべてレンズ鏡筒１に加わることになる。従来のレンズ鏡筒の場合は、レンズ鏡筒とカメラ本体とは、強固に固定されているため、
落下時の衝撃力を吸収する場所が無いので、例えば、１群保持枠２のカム２ａが、駆動枠１２に設けられたカム溝１３から脱落してしまうため、正常な動作ができなくなるという不都合が発生していた。さらにテレの状態など、使用時のレンズ鏡筒が長い場合には、その傾向は顕著である。

それに対し本実施の形態１のレンズ鏡筒１においては、カメラ７０との固定部において、意図的に衝撃を吸収する部分、すなわち取り付け部６ｐの延長部６ｑを設けたことにより、レンズ鏡筒における落下時の衝撃を弾性変形により吸収することにより、１群保持枠２のカムピン２ａが駆動枠１２のカム溝から脱落してしまい、正常な動作が出来なくなるという不都合を解消することができる。

以上のように本実施の形態１によれば、カメラとの取り付け部の一部を、意図的に剛性が弱くなる構成とし、落下時のレンズ鏡筒に加わる衝撃を吸収させる構成としたことにより、従来のレンズ鏡筒単品での構造を強固にした方法のみでは防ぎきれなかった落下時の不具合を防止することができる。したがって、例えば光学６倍ズームなどに適用する４倍ズーム光学系を用いた使用時の光学全長が長くなる沈胴式のレンズ鏡筒の構成において、格別な効果を有することになる。

なお、延長部６ｑについては、本実施の形態１で説明した形状に限定されるものではなく、落下時の衝撃を弾性変形により吸収することができる形状であれば良い。
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る沈胴式のレンズ鏡筒について説明する。図１５はレンズ鏡筒の１群枠と２群枠の関係を示す図である。なお、主要部分の構成は、実施の形態１で説明したものと同一であるので、その説明は省略する。

図１５においては、１群保持枠２の後端外周には、その３箇所（例えば１２０゜間隔）にて切り欠き部２ｃが形成されている。この切り欠き部２ｃには、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２とが接近した際、２群保持枠３に設けたカムピン３ａとその凸部３ｂとが、入り込む。すなわち２群保持枠３は、１群保持枠２の内側に入り込む構成になっており、レンズ鏡筒落下時の防止効果に加え、１群レンズＬ１と２群レンズＬ２との距離を小さくすることができるので、高倍率ズームに対応しつつ、沈胴時のレンズ鏡筒の全長の短縮化につながる。

具体的には、図４から図６を用いて説明する。図４におけるワイドの状態において、２群保持枠３は、１群保持枠２の内側に入り込んでいる。すなわち、破線で示した丸印３ｅで示すように、少なくとも２群保持枠３の外周面３ｄが、１群保持枠２の内周と光軸ＡＺ方向に重なり合う構成となっている。

図５におけるノーマルの状態において、２群保持枠３は、１群保持枠２の内側に入り込んでいる。すなわち破線で示した丸印３ｆで示すように、少なくとも２群保持枠３の外周面３ｄが、１群保持枠２の内周と光軸ＡＺ方向に重なり合う構成となっている。

図６におけるテレの状態において、２群保持枠３は、１群保持枠２の内側に入り込んでいる。すなわち破線で示した丸印３ｇで示すように、少なくとも２群保持枠３の内周と外周面３ｄが、１群保持枠２と光軸ＡＺ方向に重なり合う構成となっている。

すなわち、ワイドからテレまでの全ズーム領域において、１群保持枠２と３群保持枠３とは、光軸ＡＺ方向に少なくとも重なり合う構成となっている。なお、図３に示す沈胴領域においても、重なり合う構成となっている。

なお、図４から図６における重なり合う領域３ｅ，３ｆ，３ｇについては、光軸ＡＺを中心とした全周である必要は必ずしもなく、例えば数箇所、望ましくは、少なくとも略１２０゜分割の３点にて重なっていれば良い。

次に、上記のズーム動作が可能な状態において、撮影者が、カメラ７０を誤って落とした際の状況について説明する。

図１４（ｂ）に示すカメラ７０の使用状態において、レンズ鏡筒１の方向が下方向となるように落とした際、レンズ鏡筒１には、最も大きな衝撃が加わる。すなわち、矢印Ｃ方向の衝撃が、カメラ７０本体の自重分も含め、すべてレンズ鏡筒１に加わることになる。

また落下時に、地面と直接接触しない２群保持枠３などの部品においては、Ｃ方向に衝撃が加わった瞬間、逆のＤ方向に飛び出そうとする力が働く。よって、従来のレンズ鏡筒の場合は、２群保持枠３のカム３ａが、駆動枠１２に設けられたカム溝１４から脱落してしまうため、正常な動作ができなくなるという不都合が発生していた。さらにテレの状態など、使用時のレンズ鏡筒が長い場合には、その傾向は顕著である。

それに対し本実施の形態２のレンズ鏡筒においては、どのズーム領域であっても、１群保持枠２の中に３群保持枠４が、少なくとも光軸ＡＺ方向に重なり合う構成としたことにより、仮にカムピン３ａがカム溝１４から脱落しそうな状況になっても、２群保持枠２の外周面３ｄが１群保持枠２の内周と接触することにより、すぐにカム溝１４に戻り、正常な状態となるようになっている。

以上のように本実施の形態２によれば、ズームの全領域において、２つの移動枠が光軸ＡＺ方向に少なくとも重なり合う構成としたことにより、レンズ鏡筒の落下時に直接力が加わらないレンズ枠であっても、落下時の不具合を防止することができる。したがって、実施の形態１で説明した効果に加え、さらに、使用時の光学全長が長くなる沈胴式のレンズ鏡筒の構成において、格別な効果を有することになる。

なお、本実施の形態１，２においては、４群ズーム光学系における３群レンズを、像ぶれ補正用のレンズとしたが、像ぶれ補正ユニットを搭載しない通常のレンズ鏡筒であっても、同様な効果を発揮できることは言うまでも無い。また、４群ズーム光学系に限るものではない。

本発明は、小型化を図ったデジタルカメラに適応することが可能である。また、本発明のレンズ鏡筒を、携帯電話端末やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔ）などのモバイル機器に適用することにより、小型化を図りつつ、これらの機器におけるズーム倍率の高倍率化を図ることができる。

本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の分解斜視図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の光学系の動きを示す図（ｂ）本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の光学系の動きを示す図（ｃ）本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の光学系の動きを示す図（ｄ）本発明の第１の実施の形態に係るレンズ鏡筒の光学系の動きを示す図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の光学系の沈胴位置を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の光学系の広角位置を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の光学系の広角位置と望遠位置の略中央位置を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の光学系の望遠位置を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の駆動枠のカム溝の展開図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒の回転枠のカム溝の展開図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒のカム枠のカム溝の展開図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒のカム溝の合成軌跡を説明する図 （ａ）本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒取り付け部を説明する斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒取り付け部を説明する斜視図 本発明の実施の形態１に係るレンズ鏡筒のマスターフランジの正面図 図１２のマスターフランジにおける撮像装置への取り付け方法を説明する断面図（断面Ｂ−Ｂ） （ａ）本発明の実施の形態１に係る撮像装置の未使用状態を示す斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１に係る撮像装置の使用状態を示す斜視図 本発明の実施の形態２に係るレンズ鏡筒の１群枠と２群枠の関係を示す図

符号の説明

Ｌ 撮像光学系
Ｌ１ １群レンズ
Ｌ２ ２群レンズ
Ｌ３ ３群レンズ（像ぶれ補正レンズ群）
Ｌ４ ４群レンズ（フォーカスレンズ群）
１ レンズ鏡筒
２ １群保持枠
２ａ １群カムピン
３ ２群保持枠
３ａ ２群カムピン
４ ３群保持枠
５ ４群保持枠
６ マスターフランジ（撮像装置への固定枠）
６ｐ 取り付け部
６ｒ 延長部
７ａ，７ｂ ガイドポール
８ ４群レンズ駆動用アクチュエータ
９ ４群保持枠
１０ 圧縮バネ
１１ 撮像素子
１２ 駆動枠
１２ａ 駆動枠カムピン
１３ １群保持枠用カム溝
１４ ２群保持枠用カム溝
１５ 回転溝
１６ 直進枠
１７ １群保持枠用直進ガイド孔
１８ ２群保持枠用直進ガイド孔
１９ カム枠
２０ 駆動枠用カム溝
２１ ３群保持枠用直進溝
２２ 直進枠用直進溝
２３ 回転枠
２４ 円周溝
２５ ３群保持枠用カム溝
２６ 駆動枠用直進溝
２９ シャッターユニット
３０ 像ぶれ補正ユニット
５０ ３群カムピン
５１ 駆動枠カムピン

Claims (4)

1. 被写体の光学的な像を撮像素子を介して電気的な画像信号に変換可能な撮像装置に用いられるレンズ鏡筒であって、
   前記レンズ鏡筒には、前記レンズ鏡筒を撮像装置に取り付けるための取り付け部を有し、
   前記取り付け部は、
   固定枠と、
   前記固定枠から光軸方向に延ばした延長部と、
   前記延長部の端部に光軸方向と略垂直な面を有する取り付け面形成部とを備え、
   撮像装置本体に対し、前記取り付け受け面形成部を介して固定される、レンズ鏡筒。
2. 固定枠における延長部が設けられている根元部分は、前記固体枠の他の部分に比べ、肉厚を薄くして剛性を弱くしたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
3. 撮像素子は固定枠に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。

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