JP4906284B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

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Description

本発明は、光軸方向においてレンズを移動させるべく入れ子状に連結された複数の筒を備えるレンズ鏡筒に関し、特に、外光の侵入を防止する遮光機能を備えたレンズ鏡筒に関する。
従来のレンズ鏡筒としては、固定筒と、レンズを保持すると共に固定筒に対して入れ子状に出没自在に支持された移動筒と、固定筒の内周面に固定され移動筒の外周面に密接するように配置された複数の遮光リング部材とを備え、複数の遮光リング部材で、移動筒と固定筒との隙間から外光が侵入するのを防止するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の他のレンズ鏡筒としては、固定筒と、固定筒の内側において光軸方向に相対的に移動する第1レンズ群及び第2レンズ群と、第1レンズ群と第2レンズ群との間からの漏光を防止する環状の遮光部材とを備え、第1レンズ群と第2レンズ群とが接近したときに、遮光部材が第1レンズ群のレンズに後方から係合することで、第2レンズ群の周りの隙間から外光が侵入するのを防止するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献2参照)
特開平7−225332号公報 特開平11−84198号公報
ところで、上記従来のレンズ鏡筒においては、遮光リング部材が移動筒の外周面に接触しつつ遮光するようになっているため、遮光リング部材が摩擦力を生じさせて、移動筒が円滑に移動できず、作動時間が長くなるという問題があった。また、遮光リング部材は、専用の部品として形成されているため、コストが高くなる要因となっていた。
また、上記従来の他のレンズ鏡筒においては、第1レンズ群の後方に設けられた遮光部材が、第1レンズ群と第2レンズ群とが接近したときに、第1レンズ群のレンズに後方から係合して遮光するようになっているため、第1レンズ群と第2レンズ群とが相対的に離隔したときには、遮光することができない。また、遮光部材は、弾性変形するように特殊な形状に形成されているため、製造が困難であり、コストが高くなる要因となっていた。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、簡略な構造にて、動作の円滑化等を図りつつ確実に遮光することができ、又、専用の部品を用いずに低コスト化を図れる、レンズ鏡筒を提供することにある。
本発明のレンズ鏡筒は、回転により光軸方向にカム作用を及ぼすカム溝を有すると共に光軸方向の前端に縮径した開口を画定する環状フランジ部を有するカム筒、カム筒の内側に配置されてレンズを保持すると共にカム溝に係合するフォロワピンを有するレンズ保持筒、レンズ保持筒の回転を規制するべくカム筒とレンズ保持筒の間に配置されてフォロワピンを光軸方向に案内するガイド溝を有するガイド筒、を備えたレンズ鏡筒であって、上記レンズ保持筒は、カム筒の開口を挿通する前方筒部の外周面を後方筒部の外周面よりも縮径させるように形成する環状段差部を有し、この環状段差部は、フォロワピンの近傍で光軸方向の前方側に設けられ、後方筒部の外周面は、ガイド筒の内周面に密接した状態で移動自在に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、レンズ保持筒は、そのフォロワピンがガイド筒のガイド溝により光軸方向に案内されつつカム溝によりカム作用を受けて光軸方向に移動する。この際、レンズ保持筒は、カム筒に設けられた環状フランジ部の開口を挿通する前方筒部が縮径され環状段差部を介して後方筒部が拡径された形状になっていると共に後方筒部の外周面がガイド筒の内周面に密接した状態で移動するため、環状フランジ部の開口とレンズ保持筒との隙間(相対的な移動を得るために構造上必要とされる隙間)から侵入してきた外光は、この環状段差部により反射されて積極的に遮光され、内部への侵入が確実に防止される。このように、専用の遮光部材を設けるのではなく、レンズ保持筒に環状段差部を一体的に設けるだけで遮光できるため、構造の簡略化、部品点数の削減等を達成でき、又、従来のような遮光部材による摺動抵抗もなく、円滑な駆動動作が得られる。
特に、フォロワピンが挿入されるガイド筒のガイド溝は光軸方向に伸長するため、このガイド溝を介して外光が侵入する虞があるが、環状段差部をフォロワピンの近傍でかつ光軸方向の前方に設けることにより、環状段差部による遮光作用とフォロワピンによる遮光作用との相乗効果により、ガイド溝から後方に侵入しようとする外光を確実に遮光することができる。
上記構成において、環状フランジ部の開口は、レンズ保持筒の後方筒部の外周面の外径よりも小さい内径に形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、光軸方向の前方から眺めたとき、カム筒の環状フランジ部の開口(内周縁)が、レンズ保持筒の環状段差部の領域に重なり合っている、すなわち、レンズ保持筒の前方筒部の外周面と後方筒部の外周面との間に位置するため、この環状フランジ部とレンズ保持筒の隙間を通過した外光を、より積極的に環状段差部にて反射させることができ、より確実に遮光することができる。
上記構成において、カム筒には、光軸方向の前方から後方に向けて複数のレンズ群が配列され、レンズ保持筒は、最前のレンズ群に含まれる、構成を採用することができる。
この構成によれば、最も前方(最も被写体側)に位置する最前のレンズ群に、上記環状段差部をもつレンズ保持筒が含まれるため、レンズ鏡筒に外光が侵入する経路の最も上流側で、外光を確実に遮光することができる。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、構造の簡略化、レンズ保持筒の動作の円滑化等が達成されつつ、外光の侵入を確実に防止できる。また、レンズ保持筒に遮光作用をなす環状段差部を一体的に形成するため、専用の部品が不要になり、低コスト化を達成できる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1ないし図7は、本発明に係るレンズ鏡筒を組み込んだレンズ駆動装置の一実施形態を示すものであり、図1は装置の正面図、図2は装置の断面図、図3はレンズ保持筒を示す図、図4はレンズ鏡筒の一部を示す部分拡大断面図、図5はレンズ保持筒の駆動機構を示す部分断面図、図6及び図7は装置の断面図である。
この装置は、図1、図2、図5ないし図7に示すように、ガラスフィルタ11、撮像素子としてのCCD12等が取り付けられたベース10、ベース10に固着された固定筒20、固定筒20の内側において回転及び直進自在に支持されたカム筒30、カム筒30の内側において光軸方向Lにそれぞれ移動自在に支持された第1レンズ群40及び第2レンズ群50、第1レンズ群40及び第2レンズ群50の回転を規制しつつ光軸方向Lに案内するガイド筒60、カム筒30を駆動する駆動機構70、第1レンズ群40に含まれる駆動機構80等を備えている。
ベース10は、樹脂材料により略矩形形状に形成され、固定筒20を結合する結合部10a、ガラスフィルタ11を取り付ける矩形凹部10b、CCD12を取り付ける矩形凹部10c等を備えている。
固定筒20は、図2、図6、図7に示すように、光軸方向Lに軸心をもつように樹脂材料により円筒状に形成されて、ベース10に固着されている。固定筒20の内周面20aには、周方向において等間隔(約120度ごと)に配置され後述する3つのフォロワピン31に対してカム作用を及ぼす3つのカム溝21(図においては一部を省略)が形成されている。
カム筒30は、図1、図2、図3、に示すように、樹脂材料により円筒状に形成されて、固定筒20の内側に入れ子状に同軸に配置されている。カム筒30は、外周面30aにおいて、周方向において等間隔(約120度ごと)に配置された3つのフォロワピン31、外部から回転駆動力が伝えられる円弧状のラック部32等を備え、内周面30bにおいて、図2、図6、図7に示すように、光軸方向Lにおいて第1レンズ群40にカム作用を及ぼす3つのカム溝33、光軸方向Lにおいて第2レンズ群50にカム作用を及ぼす3つのカム溝34を備え、又、光軸方向Lの前端において、縮径した円形の開口35aを画定する環状フランジ部35を備えている。
第1レンズ群40は、図2、図5、図6、図7に示すように、樹脂材料により略円筒状に形成されたレンズ保持筒41、レンズ保持筒41に設けられてカム溝33に挿入される3つのフォロワピン42、レンズ保持筒41に相対的に移動自在に連結されレンズG1を保持するレンズ枠43、レンズ枠43をレンズ保持筒41に対して相対的に駆動する駆動機構80等を備えている。
そして、第1レンズ群40は、カム筒30が回動してカム溝33がフォロワピン42にカム作用を及ぼすことにより、光軸方向Lにおいて前進及び後退する。また、駆動機構80が起動することにより、レンズ保持筒41に対してレンズ枠43が光軸方向Lにおいて相対的に前進及び後退する。
ここで、レンズ保持筒41は、図2、図3、図4に示すように、カム筒30の環状フランジ部35により規定される開口35aを挿通し得る(カム筒30に対して出没し得る)前方筒部41a及びその後方に続く後方筒部41b、前方筒部41aと後方筒部41bとの間に介在する環状段差部41c等を備えている。
前方筒部41aは、図4に示すように、その外周面が環状フランジ部35の開口35aと径方向において所定の隙間D1をなすように縮径して、すなわち、開口35aの内径よりも小さい外径をなすように形成されている。
後方筒部41bは、図4に示すように、その外周面が環状フランジ部35の開口35aと径方向において隙間を殆ど生じないように、すなわち、開口35aの内径と同等の外径をなすように拡径して形成されている。
環状段差部41cは、図4に示すように、前方筒部41aと後方筒部41bの境に形成されるものであり、フォロワピン42の近傍でかつ光軸方向Lの前方側に位置付けられている。
すなわち、レンズ保持筒41は、カム筒30に設けられた環状フランジ部35の開口35aを挿通する前方筒部41aが縮径され環状段差部41cを介して後方筒部41bが拡径された形状になっている。したがって、環状フランジ部35の開口35aとレンズ保持筒41との隙間D1(相対的な移動を得るために構造上必要とされる隙間)から侵入してきた外光は、環状段差部41cの面により反射されて積極的に遮光され、内部への侵入が確実に防止される。
特に、ここでは、環状段差部41cがフォロワピン42の近傍で光軸方向Lの前方側に設けられているため、フォロワピン42が後述するガイド筒60のガイド溝61に挿入されていても、環状段差部41cによる遮光作用とフォロワピン42による遮光作用との相乗効果により、ガイド溝61から後方に侵入しようとする外光を確実に遮光することができる。
また、上記のように、遮光構造として、専用の遮光部材を設けるのではなく、レンズ保持筒41に環状段差部41cを一体的に設けるだけであるため、構造の簡略化、部品点数の削減等を達成でき、又、従来のような遮光部材による摺動抵抗もなく、円滑な駆動動作が得られる。
レンズ枠43は、レンズG1を保持すると共に、レンズ保持筒41に対して光軸方向Lに相対的に移動自在に支持されている。
レンズ枠43は、図5に示すように、レンズ保持筒41に移動自在に支持される円筒部43a、円筒部43aから延出し後述するガイドシャフト87に摺動自在に連結される連結部43b、後述するナット85を受けるナット受け部43c、掛止片43d等を備えている。
駆動機構80は、図5に示すように、レンズ保持筒41の内側に保持されており、ステッピングモータ81、駆動歯車82、レンズ保持筒41に回動自在に支持され駆動歯車82に噛合する歯車83、歯車83と一体的に回転するリードスクリュー84、リードスクリュー84に螺合されると共にナット受け部43cが当接されたナット85、レンズ枠43の掛止片43dとレンズ保持筒41の掛止片41dの間に掛止されたコイルスプリング86、連結部43bに挿入されてレンズ枠43を光軸方向Lに案内するガイドシャフト87等を備えている。
すなわち、ステッピングモータ81が回転すると、駆動歯車82及び歯車83を介してリードスクリュー84が回転し、ナット85がネジ送りされる。すると、コイルスプリング86の付勢力によりナット受け部43cが常時ナット85に当接させられているため、ナット85に追従してレンズ枠43が光軸方向Lに前進又は後退し、フォーカシングを行うようになっている。
第2レンズ群50は、図2、図6、図7に示すように、樹脂材料により略円筒状に形成されレンズG2を保持するレンズ枠51、レンズ枠51に形成されてカム溝34に挿入される3つのフォロワピン52、レンズG2の後方においてレンズ枠51に固定されたシャッタユニット53等を備えている。そして、第2レンズ群50は、カム筒30が回動してカム溝34がカム作用を及ぼすことにより、光軸方向Lにおいて前進及び後退する。
ガイド筒60は、図2、図4、図6、図7に示すように、第1レンズ群40及び第2レンズ群50とカム筒30との間に配置されて、第1レンズ群40及び第2レンズ群50の回転を規制しつつ光軸方向Lへ往復動自在に案内するものである。
すなわち、ガイド筒60は、レンズ保持筒41のフォロワピン42を受け入れて光軸方向Lに案内する3つのガイド溝61、レンズ枠51のフォロワピン52を受け入れて光軸方向Lに案内する3つのガイド溝62、カム筒30の内周面30bに形成された環状溝に掛止される掛止爪63、後端部に形成された固定用のフランジ64等を備えている。
尚、ここでは、ガイド溝61,62は、切り欠かれて光軸方向Lに伸長する長孔形状に形成されているが、カム筒30の内周面30bと協働して溝形状を画定するものである。
そして、ガイド筒60は、掛止爪63とフランジ64によりカム筒30の内周面30bに嵌合されつつも、フランジ64に形成された不図示の突起が固定筒20に形成された光軸方向Lに伸長する長溝に挿入されて回転しないように固定筒20に嵌め込まれている。したがって、カム筒30が回転すると、ガイド筒60のガイド溝61がカム溝33によりカム作用が及ぼされるフォロワピン42を光軸方向Lにおいてのみ往復動自在に案内し、又、ガイド筒60のガイド溝62がカム溝34によりカム作用が及ぼされるフォロワピン52を光軸方向Lにおいてのみ往復動自在に案内するようになっている。
駆動機構70は、図1に示すように、ベース10に固定されたDCモータ71、ラック部32と噛合する歯車72を含む歯車列等を備えており、DCモータ71の駆動力をカム筒30に伝達するようになっている。
すなわち、DCモータ71が回転すると、歯車72を含む歯車列を介して、カム筒30が固定筒20に対して相対的に回転する。そして、第1レンズ群40及び第2レンズ群50は、光軸方向Lにおいてそれぞれ繰り出し(前方に移動し)又は繰り込んで(後方に移動し)、図2に示す非撮影時の沈胴位置から、図6に示す広角端位置を経て図7に示す望遠端撮影位置までの間を移動し、幅広い撮影が行えるようにズーミングを行う。
次に、上記のレンズ鏡筒を備えるレンズ駆動装置がデジタルカメラに搭載された場合の一般的な動作について説明すると、先ず非撮影時において、第1レンズ群40及び第2レンズ群50並びにカム筒30は、図2に示すように、光軸方向Lの後方に向けて後退した沈胴位置にある。
この沈胴位置から、駆動機構70によりカム筒30が回転させられると、フォロワピン31がカム溝21に案内されて移動し、カム筒30は光軸方向Lの前方に向かって繰り出す。また、カム筒30の回転により、フォロワピン42,52がそれぞれカム溝33,34に案内されて、第1レンズ群40及び第2レンズ群50が、図6に示す広角端撮影位置から図7に示す望遠端撮影位置に至るズーミング動作を行う。一方、駆動機構80により、第1レンズ群40においてレンズ枠43がレンズ保持筒41に対して相対的に移動させられて、第2レンズ群50の位置に応じたフォーカシング動作を行う。
この一連の動作中において、レンズ保持筒41とカム筒30との間の隙間D1から侵入した外光は、レンズ保持筒41に設けられた環状段差部41c(の面)により反射されて積極的に遮光され、内部への侵入が確実に防止される。
ここでは、カム筒の内側に光軸方向Lの前方から後方に向けて配列された複数のレンズ群(第1レンズ群40、第2レンズ群50)のうち、最も前方に位置する第1レンズ群40(最前のレンズ群)に含まれるレンズ保持筒41に対して、遮光機能をなす環状段差部41cを設けたことにより、レンズ鏡筒内に外光が侵入する経路の最も上流側で、外光を確実に遮光することができる。
図8は、本発明に係るレンズ鏡筒の他の実施形態を示すものである。この実施形態においては、図8に示すように、レンズ保持筒41´は、カム筒30に設けられた環状フランジ部35の開口35a´を挿通する前方筒部41a´がさらに縮径され、より幅広くなった環状段差部41c´を介して後方筒部41bが拡径された形状に形成されている。また、環状フランジ部35の開口35a´は、レンズ保持筒41´(前方筒部41a´の外周面との間に前述同様の隙間D1(相対的な移動を得るために構造上必要とされる隙間)を画定するように、前述の開口35aよりも内径をより小さくして形成されている。
すなわち、前方筒部41a´の外径と後方筒部41bの外径との差による段差寸法D2が、開口35a´と前方筒部41a´との隙間D1よりも大きくなるように、換言すれば、環状フランジ部35の開口35a´は、レンズ保持筒41´の後方筒部41bの外周面の外径よりも小さい内径に形成されている。
これにより、隙間D1から侵入してきた外光は、環状段差部41c´の幅広い面により反射されて積極的に遮光され、内部への侵入がより確実に防止される。
上記実施形態においては、カム筒30により光軸方向Lに移動させられる複数のレンズ群として、第1レンズ群40及び第2レンズ群50を示したが、一つのレンズ群を備える構成において、あるいは、3つ以上の複数のレンズ群を備える構成において、本発明を採用してもよい。
また、上記実施形態においては、環状段差部41c,41c´を、フォロワピン42の前方近傍に設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、フォロワピン42から前方に離れた位置に設けてもよい。
また、上記実施形態においては、光軸方向Lにおいて最も前方に位置するレンズ群40に含まれるレンズ保持筒41に環状段差部41c,41c´を設けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、後方に位置するレンズ群に含まれるレンズ保持筒に対して環状段差部を設けても、さらに後方に配置されたCCD12に対して外光が侵入するのを防止できる。
以上述べたように、本発明のレンズ鏡筒は、円滑な動作を保証しつつ、外光を確実に遮光することができるため、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等に搭載されるのは勿論のこと、銀塩フィルム式のカメラにおいても同様に適用することができる。
本発明に係るレンズ鏡筒を組み込んだレンズ駆動装置の一実施形態を示す正面図である。 図1に示す装置のレンズ鏡筒が沈胴した状態を示す断面図である。 レンズ鏡胴の一部をなす第1レンズ群のレンズ保持筒を示すものであり、(a)は正面図、(b)は側面図である。 レンズ保持筒に設けた環状段差部を示す部分拡大断面図である。 レンズ鏡筒の一部をなす第1レンズ群に含まれる駆動機構を示す部分断面図である。 図1に示す装置のレンズ鏡筒が広角端撮影位置に繰り出した状態を示す断面図である。 図1に示す装置のレンズ鏡筒が望遠端撮影位置に繰り出した状態を示す断面図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
符号の説明
L 光軸方向
G1,G2 レンズ
10 ベース
11 ガラスフィルタ
12 CCD
20 固定筒
21 カム溝
30 カム筒
30b 内周面
31 フォロワピン
33,34 カム溝
35 環状フランジ部
35a,35a´ 開口
40 第1レンズ群(最前のレンズ群)
41 レンズ保持筒
41a,41a´ 前方筒部
41b 後方筒部
41c,41c´ 環状段差部
42 フォロワピン
43 レンズ枠
50 第2レンズ群
51 レンズ枠
52 フォロワピン
60 ガイド筒
61,62 ガイド溝
70 駆動機構
71 DCモータ
80 駆動機構
81 ステッピングモータ

Claims (3)

  1. 回転により光軸方向にカム作用を及ぼすカム溝を有すると共に光軸方向の前端に縮径した開口を画定する環状フランジ部を有するカム筒、前記カム筒の内側に配置されてレンズを保持すると共に前記カム溝に係合するフォロワピンを有するレンズ保持筒、前記レンズ保持筒の回転を規制するべく前記カム筒と前記レンズ保持筒の間に配置されて前記フォロワピンを光軸方向に案内するガイド溝を有するガイド筒、を備えたレンズ鏡筒であって、
    前記レンズ保持筒は、前記カム筒の開口を挿通する前方筒部の外周面を後方筒部の外周面よりも縮径させるように形成する環状段差部を有し、
    前記環状段差部は、前記フォロワピンの近傍で光軸方向の前方側に設けられ、
    前記後方筒部の外周面は、前記ガイド筒の内周面に密接した状態で移動自在に形成されている、
    ことを特徴とするレンズ鏡筒
  2. 前記環状フランジ部の開口は、前記レンズ保持筒の後方筒部の外周面の外径よりも小さい内径に形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記カム筒には、光軸方向の前方から後方に向けて複数のレンズ群が配列され、
    前記レンズ保持筒は、最前のレンズ群に含まれる、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒。
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