JP4675511B2 - レンズ装置および撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、焦点距離可変のレンズ群を収納可能なレンズ装置および撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は、特開平2−6914号公報記載の従来のレンズ装置のカム環の側面図であり、図13は、図12に示す従来のレンズ装置の動作を説明する断面図である。
【0003】
図12において、カム環106は、ズーミング操作のためのカム環であり、カム溝106a,106bは、カム環106に形成されたカム溝である。
【0004】
また、コロ107aは、従来のレンズ装置のバリエータ107に設けられ、カム溝106aに嵌合するものであり、コロ108aは、従来のレンズ装置のコンペンセータ108に設けられ、カム溝106bに嵌合するものである。
【0005】
直進溝109aは、バリエータ107およびコンペンセータ108をカム環106の軸方向に直進するように案内する案内溝である。
【0006】
図13において、バリエータ107およびコンペンセータ108は、従来のレンズ装置の2群の光学系である。カメラ本体110は、この従来のレンズ装置を有するカメラの本体部分である。
【0007】
次に、従来のレンズ装置の動作について説明する。
【0008】
カム環106を図12の方向Aに回転させることでバリエータ107およびコンペンセータ108が直進溝109aに案内されて図12の方向Bに移動する。
【0009】
カム溝106a,106bにおけるα1〜α2の区間で、コロ107a,108aが移動することで、ズーミング動作が行われる。
【0010】
コロ107a,108aがα1の位置にあると、カメラ本体110に対してバリエータ107およびコンペンセータ108は、図13(a)に示す位置にある。
【0011】
次に、コロ107a,108aがα2の位置にあると、カメラ本体110に対してバリエータ107およびコンペンセータ108は、図13(b)に示す位置にある。
【0012】
このようにバリエータ107およびコンペンセータ108が移動してズーミング操作が行われる。
【0013】
一方、カム溝106a,106bにおけるα2〜α4の区間で、コロ107a,108aが移動することで、沈胴動作が行われる。
【0014】
コロ107a,108aがα3の位置まで移動すると、カメラ本体110に対してバリエータ107およびコンペンセータ108は、図13(c)に示す位置に移動し、カメラ本体110内に収納される。
【0015】
これにより、従来のレンズ装置がカメラ本体110内に収納され、沈胴動作が完了する。
【0016】
したがって、従来のレンズ装置では、コロ107a,108aとカム溝106a,106bとのカム機構により沈胴状態となるため、従来のレンズ装置をカメラ本体110内に収納している状態では、コロ107a,108aとカム溝106a,106bとの接触だけで従来のレンズ装置が係止されることになる。
【0017】
このような沈胴動作が可能なレンズ装置は、本来、撮像装置の小型化などを目的とするものであり、レンズ装置がカメラ本体内に収納された状態で、例えば鞄などに入れて気軽に持ち運ばれるものである。また、このようなレンズ装置は、収納された状態にある時間が長い。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ装置がカメラ本体110内に収納されている状態では、コロ107a,108aとカム溝106a,106bとの接触だけで従来のレンズ装置が係止されるため、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃が構造内のガタやレンズ群の配置ズレなどの原因になり易いという問題がある。
【0019】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたもので、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタやレンズ群の配置ズレを生じにくくすることができるレンズ装置および撮像装置を得ることを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のレンズ装置は、第1のレンズ群と、第1のレンズ群を支える第1の固定部材と、第1の固定部材に形成された第1のヘリコイドと、第2のレンズ群と、第2のレンズ群を支える第2の固定部材と、第2の固定部材に形成された第2のヘリコイドと、回転自在の筒と、第1のヘリコイドと係合し、筒の回転により第1のレンズ群を収納位置と突出位置との間を移動するように筒の内壁に形成された第3のヘリコイドと、第2のヘリコイドと係合し、筒の回転により第2のレンズ群を収納位置と突出位置との間を移動するように筒の内壁に形成された第4のヘリコイドとを備えている。
【0021】
このレンズ装置を利用すると、収納状態において第1および第2のレンズ群を固定する第1および第2の固定部材が接触面積の大きいヘリコイドを介して固定されるため、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタやレンズ群の配置ズレを生じにくくすることができる。
【0022】
また、この突出状態と収納状態との間の第1および第2のレンズ群の移動については高精度を必要としないため、ヘリコイド機構を使用することで、筒の加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。すなわち、製造時に誤差が多少生じても突出状態と収納状態との間では、焦点距離を制御する場合と異なり、単にレンズ群を移動させればよいだけであるため、加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。
【0023】
さらに、本発明のレンズ装置は、上記発明のレンズ装置に加え、第1の固定部材に形成された第1のコマと、第2の固定部材に形成された第2のコマと、筒の回転角度に応じて第1のコマと係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する第1の位置に第1のレンズ群を配置するように筒の内壁に形成された第1のカム溝と、筒の回転角度に応じて第2のコマと係合し、焦点距離に対応する第2の位置に第2のレンズ群を配置するように筒の内壁に形成された第2のカム溝とを備え、第3のヘリコイドと第1のヘリコイドによる係合が外れ、第4のヘリコイドと第2のヘリコイドによる係合が外れる際に、第1の固定部材の第1のコマ部材が第1のカム溝に係合し、第2の固定部材の第2のコマ部材が第2のカム溝に係合するように、第1のヘリコイドの一端部と第1のカム溝の開放端部とが対応し、第2のヘリコイドの一端部と第2のカム溝の開放端部とが対応している。
【0024】
このレンズ装置を利用すると、筒の回転角度と焦点距離との対応関係に基づいてカム溝を形成することで、簡単にかつ正確に焦点距離を制御することができる。
【0025】
さらに、本発明のレンズ装置は、上記発明のレンズ装置に加え、第1のコマと第1のカム溝との係合位置と、第2のコマと第2のカム溝との係合位置とが筒の周方向において異なるように、第1のコマおよび第2のコマが配置されるようにしたものである。
【0026】
このレンズ装置を利用すると、筒における第1のカム溝と第2のカム溝とを互いにずらすことで、第3および第4のヘリコイドの形成が可能な場所を増やし、第3および第4のヘリコイドの全長をより長くすることができる。これにより、レンズ群および固定部材が収納状態においてより確実に固定される。
【0027】
さらに、本発明のレンズ装置は、上記各発明のレンズ装置に加え、筒の軸方向と平行に配置されたガイド部材と、このガイド部材の長手方向に沿って形成された溝部と、この溝部と係合する凸部を有する第1のコマおよび第2のコマの少なくとも一方を備える。
【0028】
このレンズ装置を利用すると、筒の周方向における固定部材の移動を少ない部品で規制することができ、製造コストを低くすることができる。
【0029】
本発明の撮像装置は、撮像装置本体と、その撮像装置本体に沈胴可能なレンズ装置とを備え、レンズ装置に、第1のレンズ群と、第1のレンズ群を支える第1の固定部材と、第1の固定部材に形成された第1のヘリコイドと、第2のレンズ群と、第2のレンズ群を支える第2の固定部材と、第2の固定部材に形成された第2のヘリコイドと、回転自在の筒と、第1のヘリコイドと係合し、筒の回転により第1のレンズ群を沈胴位置と突出位置との間を移動するように筒の内壁に形成された第3のヘリコイドと、第2のヘリコイドと係合し、筒の回転により第2のレンズ群を沈胴位置と突出位置との間を移動するように筒の内壁に形成された第4のヘリコイドとを有するものである。
【0030】
この撮像装置を利用すると、収納状態においてレンズ装置の第1および第2のレンズ群を固定する第1および第2の固定部材が、接触面積の大きいヘリコイドを介して固定されるため、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタやレンズ群の配置ズレを生じにくくすることができる。
【0031】
また、この突出状態と収納状態との間の第1および第2のレンズ群の移動については高精度を必要としないため、ヘリコイドを使用することで、筒の加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。すなわち、製造時に誤差が多少生じても突出状態と収納状態との間では、焦点距離を制御する場合と異なり、単にレンズ群を移動させればよいだけであるため、筒の加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。
【0032】
さらに、本発明の撮像装置は、上記発明の撮像装置に加え、レンズ装置に、第1の固定部材に形成された第1のコマと、第2の固定部材に形成された第2のコマと、筒の回転角度に応じて第1のコマと係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置に第1のレンズ群を配置するように筒の内壁に形成された第1のカム溝と、筒の回転角度に応じて第2のコマと係合し、焦点距離に対応する位置に第2のレンズ群を配置するように筒の内壁に形成された第2のカム溝とを有し、第3のヘリコイドと第1のヘリコイドによる係合が外れ、第4のヘリコイドと第2のヘリコイドによる係合が外れる際に、第1の固定部材の第1のコマ部材が第1のカム溝に係合し、第2の固定部材の第2のコマ部材が第2のカム溝に係合するように、第1のヘリコイドの一端部と第1のカム溝の開放端部とが対応し、第2のヘリコイドの一端部と第2のカム溝の開放端部とが対応している。
【0033】
この撮像装置を利用すると、レンズ装置の筒の回転角度と焦点距離との対応関係に基づいてカム溝を形成することで、簡単にかつ正確に焦点距離を制御することができる。
【0034】
さらに、本発明の撮像装置は、上記発明の撮像装置に加え、レンズ装置の第1のコマおよび第2のコマが、第1のコマと第1のカム溝との係合位置と、第2のコマと第2のカム溝との係合位置とが筒の周方向において異なるように配置されるようにしたものである。
【0035】
この撮像装置を利用すると、レンズ装置の筒における第1のカム溝と第2のカム溝とを互いにずらすことで、第3および第4のヘリコイドの形成が可能な場所を増やし、第3および第4のヘリコイドの全長をより長くすることができる。これにより、レンズ群および固定部材が収納状態においてより確実に固定される。
【0036】
さらに、本発明の撮像装置は、上記各発明の撮像装置に加え、レンズ装置に、筒の軸方向と平行に配置されたガイド部材と、このガイド部材の長手方向に沿って形成された溝部と、この溝部と係合する凸部を有する第1のコマおよび第2のコマの少なくとも一方を有する。
【0037】
この撮像装置を利用すると、筒の周方向における固定部材の移動を少ない部品で規制することができ、製造コストを低くすることができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【0039】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るレンズ装置の構成を示す断面図である。
なお、図1はレンズ装置の断面をとったときのその端面を主に示している。
【0040】
レンズ群1は、このレンズ装置の光学系を構成する第1のレンズ群であり、レンズ群2は、このレンズ装置の光学系を構成する第2のレンズ群である。なお、レンズ群1,2は、このレンズ装置の光学系の焦点距離変更用のレンズ群である。
【0041】
レンズ3は、このレンズ装置の光学系を構成する焦点調節用のレンズである。
【0042】
透明板4は、撮像素子5の表面を保護するガラス、透明プラスチックといった部材である。また、透明板4を、波長の短い光を減衰させるローパスフィルタ、赤外線を減衰させるIRカットフィルタなどとしてもよい。
【0043】
撮像素子5は、このレンズ装置の光学系により得られた被写体の光の像を電気信号に変換するCCD(Charge Coupled Device)、CMOSセンサなどの撮像素子である。
【0044】
固定部材6は、レンズ群1を支える第1の固定部材である。ヘリコイド6aは、固定部材6に形成された第1のヘリコイドである。
【0045】
固定部材7は、レンズ群2を支える第2の固定部材である。ヘリコイド7aは、固定部材7に形成された第2のヘリコイドである。
【0046】
筒8は、回転自在に配置され、その外周に形成された歯8aに対して図示せぬ駆動系から歯車機構で回転力を与えられる円筒部材である。
【0047】
筒8において、ヘリコイド8bは、ヘリコイド6aと係合するように筒8の内壁に形成された第3のヘリコイドである。
【0048】
また、ヘリコイド8cは、ヘリコイド7aと係合するように筒8の内壁に形成された第4のヘリコイドである。
【0049】
コマ部材9は、固定部材6に固定され、一端がコマであり、他端が凸部9aである部材であり、コマ部材10は、固定部材7に固定された部材である。すなわち、コマ部材9は、このレンズ装置における第1のコマであり、コマ部材10は、このレンズ装置における第2のコマである。
【0050】
なお、コマ部材9およびコマ部材10は、コマ部材9とカム溝8dとの係合位置と、コマ部材10とカム溝8fとの係合位置とが筒8の周方向において異なるように配置される。すなわち、筒8の中心軸から見て、コマ部材9とカム溝8dとの係合位置は、コマ10とカム溝8fとの係合位置とは異なる角度となる。
【0051】
カム溝8dは、筒8の回転角度に応じてコマ部材9と係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置にレンズ群1を配置するように筒8の内壁に形成された凸断面部8eの谷部である第1のカム溝である。
【0052】
カム溝8fは、筒8の回転角度に応じてコマ部材10と係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置にレンズ群2を配置するように筒8の内壁に形成された凸断面部8gの谷部である第2のカム溝である。
【0053】
ガイド部材11は、筒8の周方向における固定部材6,7の移動を規制する部材である。図2は、ガイド部材11と固定部材7の一例を示す斜視図である。図7において、ガイド部材11は、筒8の軸方向に平行に切欠状に形成され固定部材7の突起部7bに係合するガイド部11aを有し、このガイド部11aで筒8の周方向における固定部材7の移動を規制する。また、ガイド部材11は、筒8の軸方向に平行に形成されコマ部材9の凸部9aと係合する溝部11bを有し、この溝部11bで筒8の周方向における固定部材6の移動を規制する。
【0054】
図1に戻り、構造部材12は、上述の各部材などを固定するための、または、このレンズ装置を撮像装置に固定するための部材である。
【0055】
固定部材21は、レンズ3を固定する部材である。規制部22は、固定部材21に形成され、また、ガイド部材11および構造部材12に固定された軸23を摺動自在に貫通され、回転軸25と相まって、光軸に対して垂直方向におけるレンズ3の動きを規制する部材である。
【0056】
ステッピングモータ24は、図示せぬ電子回路による制御に基づいて駆動し、レンズ3の光軸上における位置を制御するものである。回転軸25は、ステッピングモータ24に接続され、その外周にネジを形成された軸部材である。ネジ部材26は、回転軸25のネジに係合するネジが形成され、回転軸25を挟んで互いに対向する位置に配置されるように固定部材21に固定された部材である。なお、図1においては、固定部材21に固定されたネジ部材26のみが記載されているが、もう1つのネジ部材26が、回転軸25を挟んだ対向位置に固定されている。
【0057】
次に、このレンズ装置の筒8の詳細について説明する。図3は、図1における筒8の内壁の一部の展開図である。
【0058】
図3に示すように、レンズ群1の移動に関係するヘリコイド8bの一端部とカム溝8dの開放端部とが対応し、レンズ群2の移動に関係するヘリコイド8cの一端部とカム溝8fの開放端部とが対応するように、筒8の内壁に、ヘリコイド8b,8cおよびカム溝8d,8fが形成されている。
【0059】
ヘリコイド8bは、筒8の回転によりレンズ群1を収納位置と突出位置との間を移動するように形成され、ヘリコイド8cは、筒8の回転によりレンズ群2を収納位置と突出位置との間を移動するように形成されている。
【0060】
また、カム溝8d,8fは、レンズ群1,2が筒8の各回転角度において所定の焦点距離となる位置に配置されるように形成されている。
【0061】
次に、本実施の形態1に係るレンズ装置の動作について説明する。
【0062】
レンズ装置が収納状態にある場合、レンズ群1,2およびレンズ3は、図1に示す位置にある。図4は、収納状態におけるレンズ装置のヘリコイドの係合状態を示す拡大断面図である。この際、レンズ群1を固定する固定部材6のヘリコイド6aと筒8のヘリコイド8bとが係合し、レンズ群2を固定する固定部材7のヘリコイド7aと筒8のヘリコイド8cとが係合している。
【0063】
なお、図1に示すヘリコイド6a,7aおよびコマ部材9,10、並びに、ヘリコイド8b,8cおよびカム溝8dの配置関係は、図3のA−Aの位置におけるものである。
【0064】
次に、筒8が図3の方向R1へ回転すると、固定部材6,7は、ガイド部材11により筒8の周方向における移動を規制されつつ、ヘリコイドの機構に基づいて、撮像素子5から離れていく方向へ線形移動する。このとき、固定部材6,7とともにレンズ群1,2も移動する。
【0065】
なお、この際、固定部材6のコマ部材9と固定部材7のコマ部材10は、特に機能しない。ただし、コマ部材9の凸部9aは、ガイド部材11の溝部11bに係合し、固定部材6の筒8の周方向における移動を規制している。
【0066】
そして、レンズ装置が突出状態になるまで筒8が図3の方向R1へ回転すると、レンズ群1を固定する固定部材6のヘリコイド6aと筒8のヘリコイド8bとの係合、および、レンズ群2を固定する固定部材7のヘリコイド7aと筒8のヘリコイド8cとの係合がそれぞれ解かれる。すなわち、収納状態から一定の回転数(または回転角度)だけ筒8が回転すると、ヘリコイド6aとヘリコイド8bによるネジが外れるとともに、ヘリコイド7aとヘリコイド8cによるネジが外れる。
【0067】
なお、この際、レンズ3は、ステッピングモータ24により駆動され、所定の位置まで、撮像素子5から離れていく方向へ移動する。
【0068】
ヘリコイド6aとヘリコイド8bによるネジが外れ、ヘリコイド7aとヘリコイド8cによるネジが外れる際に、固定部材6のコマ部材9がカム溝8dに係合し、固定部材7のコマ部材10がカム溝8fに係合する。
【0069】
固定部材6のコマ部材9がカム溝8dに係合し、固定部材7のコマ部材10がカム溝8fに係合すると、レンズ群1,2による焦点距離の制御が可能になる。図5は、焦点距離制御時におけるレンズ装置のコマ部材9,10およびカム溝8d,8fの係合状態を示す拡大断面図である。なお、この図5は、断面をとったときのその端面を示している。
【0070】
すなわち、固定部材6のコマ部材9がカム溝8dに係合し、固定部材7のコマ部材10がカム溝8fに係合している状態では、筒8の回転角度に応じてカム溝8d,8fの形状に従って、コマ部材9,10が筒8の軸方向に平行に移動する。これにより、そのコマ部材9,10の位置に対応した光軸上の位置にレンズ群1,2が配置されるので、筒8の回転角度に応じて、光学系の所定の焦点距離が設定される。
【0071】
なお、焦点距離を変更する際には、レンズ群1の光軸上の位置とレンズ群2の光軸上の位置との間隔と、合焦位置からのレンズ群1,2の光軸上の位置とが比例関係にないため、ヘリコイドによるネジ機構を使用することが困難である。したがって、本実施の形態1に係るレンズ装置では、焦点距離の制御には上述のようなカム機構を使用している。
【0072】
図5に示すヘリコイド6a,7aおよびコマ部材9,10、並びに、ヘリコイド8b,8cおよびカム溝8dの配置関係は、図3のB−Bの位置におけるものである。
【0073】
このようにして、突出状態になった後、焦点距離制御可能状態になる。図6は、焦点距離制御可能状態における本実施の形態1に係るレンズ装置の断面図である。なお、この図6は、断面をとったときのその端面を主に示している。
【0074】
なお、上述の手順とは逆の手順により、レンズ装置を収納状態に戻すことができる。
【0075】
図7は、図1から図6に示した本実施の形態1に係るレンズ装置と同一のレンズ装置51を有する撮像装置の一例を示す断面図である。なお、この図7は、断面をとったときのその端面を示している。レンズ装置51が収納状態にあるときは、図7(a)に示すように、レンズ装置51は撮像装置本体52に沈胴されている。一方、レンズ装置51が焦点距離制御可能状態にあるときは、図7(b)に示すように、レンズ装置51は撮像装置本体52から突出している。
【0076】
以上のように、上記実施の形態1によれば、レンズ群1と、レンズ群1を支える固定部材6と、固定部材6に形成されたヘリコイド6aと、レンズ群2と、レンズ群2を支える固定部材7と、固定部材7に形成されたヘリコイド7aと、回転自在の筒8と、ヘリコイド6aと係合し筒8の回転によりレンズ群1を収納位置と突出位置との間を移動するように筒8の内壁に形成されたヘリコイド8bと、ヘリコイド7aと係合し筒8の回転によりレンズ群2を収納位置と突出位置との間を移動するように筒8の内壁に形成されたヘリコイド8cとを備えている。これにより、収納状態においてレンズ群1,2を固定する固定部材6,7が接触面積の大きいヘリコイド6a,7a,8b,8cを介して固定されるため、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタやレンズ群1,2の配置ズレを生じにくくすることができる。
【0077】
また、この突出状態と収納状態との間のレンズ群1,2の移動については高精度を必要としないため、ヘリコイド機構を使用することで、筒8の加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。すなわち、製造時に誤差が多少生じても突出状態と収納状態との間では、焦点距離を制御する場合と異なり、単にレンズ群を移動させればよいだけであるため、筒8の加工が簡単になり製造時間および製造コストを低くすることができる。
【0078】
さらに、上記実施の形態1によれば、固定部材6に設置されたコマ部材9と、固定部材7に設置されたコマ部材10と、筒8の回転角度に応じてコマ部材9と係合し所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置にレンズ群1を配置するように筒の内壁に形成されたカム溝8dと、筒8の回転角度に応じてコマ部材10と係合し焦点距離に対応する位置にレンズ群2を配置するように筒8の内壁に形成されたカム溝8fとをさらに備えている。これにより、筒8の回転角度と焦点距離との対応関係に基づいてカム溝8d,8fを形成することで、簡単にかつ正確に焦点距離を制御することができる。
【0079】
さらに、上記実施の形態1によれば、コマ部材9とカム溝8dとの係合位置と、コマ部材10とカム溝8fとの係合位置とが筒8の周方向において異なるように、コマ部材9,10が配置される。これにより、筒8におけるカム溝8dとカム溝8fとを図3に示すように互いにずらして形成でき、それに伴って、ヘリコイド8b,8cの形成が可能な場所が増え、ヘリコイド8b,8cの全長をより長くすることができる。これにより、レンズ群1,2および固定部材6,7が収納状態においてより確実に固定される。
【0080】
さらに、上記実施の形態1によれば、筒8の軸方向と平行に配置されたガイド部材11と、このガイド部材11の長手方向に沿って形成された溝部11bと、この溝部11bと係合する凸部9aおよびコマを形成されたコマ部材9とを備える。これにより、筒8の周方向における固定部材6の移動を少ない部品で規制することができ、製造コストを低くすることができる。なお、固定部材7についても同様な機構により筒8の周方向における移動を規制するようにしてもよい。
【0081】
実施の形態2.
図8は、本実施の形態2に係るレンズ装置における第1のレンズ群を固定する固定部材を示す斜視図であり、図9は、本実施の形態2に係るレンズ装置における第2のレンズ群を固定する固定部材を示す斜視図である。また、図10は、本実施の形態2に係るレンズ装置における筒を示す斜視図であり、図11は、図10に示す筒の内壁の展開図である。
【0082】
図8において、固定部材61は、第1のレンズ群(レンズ群1に相当する)を支える第1の固定部材である。ヘリコイド61aは、固定部材61の外周に形成された第1のヘリコイドである。凹部81は、筒63内壁のカム溝63dと係合する図示せぬコマ部材(コマ部材9に相当する)を固定する構造である。取り付け部82は、第1のレンズ群を取り付ける部位である。
【0083】
また、図9において、固定部材62は、第2のレンズ群(レンズ群2に相当する)を支える第2の固定部材である。突起部62bは、固定部材62の径方向に突出して形成された部位である。ヘリコイド62aは、突起部62bの外側に形成された第2のヘリコイドである。凹部91は、筒63内壁のカム溝63fと係合する図示せぬコマ部材(コマ部材10に相当する)を固定する構造である。取り付け部92は、第2のレンズ群を取り付ける部位である。
【0084】
さらに、図10において、筒63は、回転自在に配置され、例えば、その外周に形成された図示せぬ歯に対して図示せぬ駆動系から歯車機構で回転力を与えられる円筒部材である。
【0085】
図11に示す筒63の内壁において、ヘリコイド63bは、ヘリコイド61aと係合するように筒63の内壁に形成された第3のヘリコイドである。ヘリコイド63cは、ヘリコイド62aと係合するように筒62の内壁に形成された第4のヘリコイドである。
【0086】
この実施の形態2においては、一例として、ヘリコイド63bは21条のネジを有し、ヘリコイド63cは12条のネジを有している。
【0087】
また、図11に示す筒63の内壁において、カム溝63dは、筒63の回転角度に応じて、固定部材61に取り付けられるコマ部材と係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置に第1のレンズ群を配置するように筒63の内壁に形成された第1のカム溝である。カム溝63fは、筒63の回転角度に応じて、固定部材62に取り付けられるコマ部材と係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置に第2のレンズ群を配置するように筒63の内壁に形成された第2のカム溝である。
【0088】
なお、実施の形態2におけるカム溝63d,63fの部分は、実施の形態1とは異なり、周囲より肉厚を薄くして成形されている。
【0089】
また、ヘリコイド63bは、筒63の回転により第1のレンズ群を収納位置と突出位置との間を移動するように形成され、ヘリコイド63cは、筒63の回転により第2のレンズ群を収納位置と突出位置との間を移動するように形成されている。カム溝63d,63fは、第1および第2のレンズ群が筒63の各回転角度において所定の焦点距離となる位置に配置されるように形成されている。
【0090】
なお、実施の形態2に係るレンズ装置のその他の構成については、実施の形態1に係るものと同様に実現可能であるので、その説明を省略する。
【0091】
次に、本実施の形態2に係るレンズ装置の動作について説明する。
【0092】
レンズ装置が収納状態にある場合、図示せぬレンズ群は、撮像装置の本体側に位置している。
【0093】
そして、筒63が図11の方向R1へ回転すると、固定部材61,62は、図示せぬガイド部材(ガイド部材11に相当する)により筒63の周方向における移動を規制されつつ、固定部材61のヘリコイド61aおよび固定部材62のヘリコイド62aと、筒63のヘリコイド63bおよびヘリコイド63cによるヘリコイドネジ機構に基づいて、図11の方向L1へそれぞれ線形移動する。このとき、固定部材61,62とともに第1および第2のレンズ群もそれぞれ移動する。
【0094】
そして、レンズ装置が突出状態になるまで筒63が図11の方向R1へ回転すると、固定部材61のヘリコイド61aと筒63のヘリコイド63bとの係合、および、固定部材62のヘリコイド62aと筒63のヘリコイド63cとの係合がそれぞれ解かれる。すなわち、収納状態から一定の回転数(または回転角度)だけ筒63が回転すると、図11の位置C,Dにおいて、ヘリコイド61aとヘリコイド63bによるネジが外れるとともに、ヘリコイド62aとヘリコイド63cによるネジが外れる。
【0095】
図11の位置C,Dにおいて、ヘリコイド61aとヘリコイド63bによるネジが外れ、ヘリコイド62aとヘリコイド63cによるネジが外れる際に、固定部材61の図示せぬコマ部材がカム溝63dに係合し、固定部材62の図示せぬコマ部材がカム溝63fに係合する。なお、カム溝63d,63fに係合する前、すなわち、ヘリコイド61aとヘリコイド63bによるネジ、およびヘリコイド62aとヘリコイド63cによるネジが螺合しているときには、図示せぬコマ部材は、筒63の内壁に接触することなく何ら機能しない。
【0096】
そして、固定部材61の図示せぬコマ部材がカム溝63dに係合し、固定部材62の図示せぬコマ部材がカム溝63fに係合すると、第1および第2のレンズ群による焦点距離の制御が可能になる。この際、実施の形態1の場合と同様に、筒63を回転させることで、カム溝63d,63f内をコマ部材が相対的に移動していき、筒63の各回転角度に対応して第1および第2のレンズ群が配置され、焦点距離が制御される。
【0097】
なお、上述の手順とは逆の手順により、レンズ装置を収納状態に戻すことができる。その際、対になるヘリコイド61aとヘリコイド63b、並びに、ヘリコイド62aとヘリコイド63cは、筒63の回転による螺合開始時に一部の条同士が最初に螺合を開始し、その後、筒63の回転が進むと、他の条同士が螺合を開始するようにしてもよい。これにより、ヘリコイド同士が噛み合う際の抵抗を低くすることができる。
【0098】
この実施の形態2のレンズ装置の場合、固定部材61のヘリコイド61aを固定部材61の外周上に略均等間隔にて配置しているが、これは、固定部材61の重量バランスおよび強度の均一化を考慮したものである。また、噛み合いの際の抵抗を少なくするために、ヘリコイド同士の噛み合うタイミングがずれるように、ヘリコイド61a,62a,63b,63cの長さを一部変更している。
【0099】
また、実施の形態2に係るレンズ装置のその他の部位の動作や機能については実施の形態1のものと同様であるので、その説明を省略する。
【0100】
また、このレンズ装置は、実施の形態1の場合と同様に、撮像装置に組み込まれるようにしてもよい。
【0101】
以上のように、上記実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、収納状態において第1および第2のレンズ群を固定する固定部材61,62が接触面積の大きいヘリコイド61a,62a,63b,63cを介して固定されるため、持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタや第1および第2のレンズ群の配置ズレを生じにくくすることができる。
【0102】
なお、上記実施の形態1,2では、焦点距離の変更のために2群のレンズ群1,2が使用されているが、3群以上のレンズ群を使用するようにしても同様に本発明を適用することができる。また、非球面レンズを用いることなどで、レンズ群とせず、それぞれの、またはいずれか一方のレンズ群の代わりに1枚のレンズを使用するようにしてもよい。
【0103】
また、上記実施の形態1では、レンズ装置に撮像素子5が設けられているが、撮像素子5がなく通常の銀塩フィルムを使用するカメラなどに使用するレンズ装置にも、実施の形態1,2として具体化される本発明を適用することができる。
【0104】
【発明の効果】
本発明では、収納状態においてレンズ群を確実に固定して持ち運びの際などに加わる様々な振動や衝撃に起因した構造内のガタやレンズ群の配置ズレを生じにくくすることができるレンズ装置および撮像装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係るレンズ装置の構成を示す断面図である。
【図2】 ガイド部材と固定部材の一例を示す斜視図である。
【図3】 図1における筒の内壁の一部の展開図である。
【図4】 収納状態におけるレンズ装置のヘリコイドの係合状態を示す拡大断面図である。
【図5】 焦点距離制御時におけるレンズ装置のコマ部材およびカム溝の係合状態を示す拡大断面図である。
【図6】 焦点距離制御可能状態における本実施の形態1に係るレンズ装置の断面図である。
【図7】 本実施の形態1に係るレンズ装置を有する撮像装置の一例を示す断面図である。
【図8】 本実施の形態2に係るレンズ装置における第1のレンズ群を固定する固定部材を示す斜視図である。
【図9】 本実施の形態2に係るレンズ装置における第2のレンズ群を固定する固定部材を示す斜視図である。
【図10】 本実施の形態2に係るレンズ装置における筒を示す斜視図である。
【図11】 図9に示す筒の内壁の展開図である。
【図12】 従来のレンズ装置のカム環の側面図である。
【図13】 図12に示す従来のレンズ装置の動作を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 レンズ群(第1のレンズ群)
2 レンズ群(第2のレンズ群)
6 固定部材(第1の固定部材)
6a ヘリコイド(第1のヘリコイド)
7 固定部材(第2の固定部材)
7a ヘリコイド(第2のヘリコイド)
8 筒
8b ヘリコイド(第3のヘリコイド)
8c ヘリコイド(第4のヘリコイド)
8d カム溝(第1のカム溝)
8f カム溝(第2のカム溝)
9 コマ部材(第1のコマ)
10 コマ部材(第2のコマ)
10a 凸部
11 ガイド部材
11b 溝部
51 レンズ装置
52 撮像装置本体
61 固定部材(第1の固定部材)
61a ヘリコイド(第1のヘリコイド)
62 固定部材(第2の固定部材)
62a ヘリコイド(第2のヘリコイド)
63 筒
63b ヘリコイド(第3のヘリコイド)
63c ヘリコイド(第4のヘリコイド)
63d カム溝(第1のカム溝)
63f カム溝(第2のカム溝)
Claims (6)
- 第1のレンズ群と、
上記第1のレンズ群を支える第1の固定部材と、
上記第1の固定部材に形成された第1のヘリコイドと、
第2のレンズ群と、
上記第2のレンズ群を支える第2の固定部材と、
上記第2の固定部材に形成された第2のヘリコイドと、
回転自在の筒と、
上記第1のヘリコイドと係合し、上記筒の回転により上記第1のレンズ群を収納位置と突出位置との間を移動するように上記筒の内壁に形成された第3のヘリコイドと、
上記第2のヘリコイドと係合し、上記筒の回転により上記第2のレンズ群を収納位置と 突出位置との間を移動するように上記筒の内壁に形成された第4のヘリコイドと、
上記第1の固定部材に形成された第1のコマと、
上記第2の固定部材に形成された第2のコマと、
上記筒の回転角度に応じて上記第1のコマと係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する第1の位置に上記第1のレンズ群を配置するように上記筒の内壁に形成された第1のカム溝と、
上記筒の回転角度に応じて上記第2のコマと係合し、上記焦点距離に対応する第2の位置に上記第2のレンズ群を配置するように上記筒の内壁に形成された第2のカム溝と、
を備え、
上記第3のヘリコイドと上記第1のヘリコイドによる係合が外れ、上記第4のヘリコイドと上記第2のヘリコイドによる係合が外れる際に、上記第1の固定部材の上記第1のコマ部材が上記第1のカム溝に係合し、上記第2の固定部材の上記第2のコマ部材が上記第2のカム溝に係合するように、上記第1のヘリコイドの一端部と上記第1のカム溝の開放端部とが対応し、上記第2のヘリコイドの一端部と上記第2のカム溝の開放端部とが対応する、
ことを特徴とするレンズ装置。 - 前記第1のコマおよび前記第2のコマは、前記第1のコマと前記第1のカム溝との係合位置と、前記第2のコマと前記第2のカム溝との係合位置とが前記筒の周方向において異なるように、配置されることを特徴とする請求項1記載のレンズ装置。
- 前記筒の軸方向と平行に配置されたガイド部材と、このガイド部材の長手方向に沿って形成された溝部と、この溝部と係合する凸部を有する前記第1のコマおよび前記第2のコマの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項1記載のレンズ装置。
- 撮像装置本体と、その撮像装置本体に沈胴可能なレンズ装置とを備え、
上記レンズ装置は、
第1のレンズ群と、
上記第1のレンズ群を支える第1の固定部材と、
上記第1の固定部材に形成された第1のヘリコイドと、
第2のレンズ群と、
上記第2のレンズ群を支える第2の固定部材と、
上記第2の固定部材に形成された第2のヘリコイドと、
回転自在の筒と、
上記第1のヘリコイドと係合し、上記筒の回転により上記第1のレンズ群を沈胴位置と突出位置との間を移動するように上記筒の内壁に形成された第3のヘリコイドと、
上記第2のヘリコイドと係合し、上記筒の回転により上記第2のレンズ群を沈胴位置と突出位置との間を移動するように上記筒の内壁に形成された第4のヘリコイドと、
上記第1の固定部材に形成された第1のコマと、
上記第2の固定部材に形成された第2のコマと、
上記筒の回転角度に応じて上記第1のコマと係合し、所定の焦点距離区間のいずれかの焦点距離に対応する位置に上記第1のレンズ群を配置するように上記筒の内壁に形成された第1のカム溝と、
上記筒の回転角度に応じて上記第2のコマと係合し、上記焦点距離に対応する位置に上記第2のレンズ群を配置するように上記筒の内壁に形成された第2のカム溝とを有し、
上記第3のヘリコイドと上記第1のヘリコイドによる係合が外れ、上記第4のヘリコイドと上記第2のヘリコイドによる係合が外れる際に、上記第1の固定部材の上記第1のコマ部材が上記第1のカム溝に係合し、上記第2の固定部材の上記第2のコマ部材が上記第2のカム溝に係合するように、上記第1のヘリコイドの一端部と上記第1のカム溝の開放端部とが対応し、上記第2のヘリコイドの一端部と上記第2のカム溝の開放端部とが対応する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記レンズ装置の前記第1のコマおよび前記第2のコマは、前記第1のコマと前記第1のカム溝との係合位置と、前記第2のコマと前記第2のカム溝との係合位置とが前記筒の周方向において異なるように、配置されることを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
- 前記レンズ装置は、前記筒の軸方向と平行に配置されたガイド部材と、このガイド部材の長手方向に沿って形成された溝部と、この溝部と係合する凸部を有する前記第1のコマおよび前記第2のコマの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項4記載の撮像装置。
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