JP5163385B2

JP5163385B2 - レンズ鏡筒およびカメラ

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Publication number: JP5163385B2
Application number: JP2008237213A
Authority: JP
Inventors: 透山野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: JP2010072119A

Description

本発明は、一方の形態ではレンズ群を沈胴してコンパクトに収納し、他方の形態ではレンズ群を所定位置まで繰り出して使用するレンズ鏡筒およびこのレンズ鏡筒を用いたカメラに関するもので、特に、複数のレンズ群を相対的に移動させて焦点距離を変更することができるズームレンズに好適なものである。

デジタルカメラ等の撮像装置においては、撮影レンズとして焦点距離を連続的に変更可能なズームレンズが広く用いられている。撮影レンズに関しては、高性能化および小型化が要求され、この要求を満たすために、撮影時以外はレンズ鏡筒が撮像装置本体内に収納される、いわゆる沈胴式の撮影レンズを用いるものが増加している。さらには、単なる小型化ではなく、より一層の薄型化の要求により、沈胴して収納した状態でのレンズ鏡胴部分の厚み寸法を極限にまで減らすことが重要となってきている。

このような撮像装置の薄型化の要求に対処する技術として、撮影時以外にレンズ鏡筒が撮像装置本体に収納される沈胴式の構成を備えながら、レンズ鏡筒の沈胴収納時に一部のレンズが光軸外に退避するように構成した技術がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これら特許文献１および特許文献２に開示された発明によれば、レンズ鏡筒の収納時に、レンズの一部が光軸上から退避するため、レンズ全体の光軸方向の寸法を小さくすることができ、撮像装置の厚みを薄くすることができる。

また、特許文献３には、レンズ鏡筒の沈胴収納時に光軸外に退避するレンズが、光軸に対する進退すなわち光軸に対し直交する方向に移動し、かつ光軸上で進退するようにしたレンズ鏡胴が記載されている。特許文献３に記載されている実施例の一つは、リードスクリューの駆動力を押圧レバーに作動させ、押圧レバーの回転により、退避レンズである第３レンズの保持円筒部分を、その外側保持部分に対して光軸方向に移動させ、外側保持部分は３レンズの保持円筒部分とともに光軸上に進出させまた光軸外に退避させるようになっている。他の実施例は、ステッピングモータの駆動力により第３レンズ（退避レンズ）保持部を第３レンズ保持アーム部に対して光軸方向に進退させ、第３レンズ保持アーム部は第３レンズ保持部とともに光軸上に進出させまた光軸外に退避させるようになっている。

特許文献３記載の発明によれば、退避レンズが単に光軸上に進出しまた光軸外に退避するのみでなく、光軸上に進出した状態で光軸方向にも進退するため、コンパクトながら変倍率を大きくすることができる利点がある。

特開２００６−３３７６９５号公報特開２００６−０３９３７３号公報特開２００８−０９０２０１号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されている構成では、光軸上から退避するレンズの位置は、実質的にレンズ鏡筒の最大外径の内側である。このため、これらのレンズ鏡筒は、光軸上からレンズが退避することができるものと比較すると、レンズ鏡筒の光軸方向の寸法が増大するため、レンズ鏡筒の大きさ、特に光軸方向の寸法が大きくなり、結果として撮像装置の大きさ、特に前後方向の寸法が、大きくなってしまうという問題がある。

また、従来の退避レンズを備えたレンズ鏡筒において、退避レンズは一つの移動枠上または固定部材上を光軸に直交する方向に回転するだけであるから、退避レンズの光軸方向の移動距離を大きくすることができず、ズームレンズの場合変倍比を大きくすることができないという構造上の限界がある。

さらに、特許文献３記載の発明によれば、退避レンズを光軸上に進出させまた光軸外に退避させる動作と光軸上において進退させる動作を、一つの駆動源ないしは駆動機構、より具体的にはステッピングモータとこれによって駆動されるリードスクリューで行うようになっているため、リードスクリューによる駆動ストロークが長くなり、レンズ鏡胴のコンパクト化を図るためにはさらに工夫する必要がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、沈胴時に光軸外に退避するレンズを保持した退避レンズ移動枠を複数に分割し、この複数の退避レンズ移動部材を広角端から望遠端まで相対移動可能に連結させることにより、１つの退避レンズ移動枠の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることを主な目的としている。以下、各請求項に係る発明に対応した目的を記す。

本発明は、退避レンズ保持枠を保持する第１の移動部材と、第１の移動部材を保持する第２の移動部材に分けることで、１つの移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることを目的としている。
他の請求項に係る発明は、第１の移動部材を第２の移動部材上に設けられた作動機構によって相対移動するように構成することによって、第２の移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることを目的としている。

他の請求項に係る発明は、複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させた沈胴状態と対物側に移動させた撮影状態との間で駆動させる機構から駆動力を受けて第２の移動部材上に設けられた作動機構を作動させることにより、退避レンズ移動部材の相対移動のためのアクチュエータを別に設ける必要がなく、レンズ鏡筒の省電力化、省スペース化を図ることを目的としている。
さらに他の請求項に係る発明は、広角端付近から望遠端まで第１の移動部材を駆動することで第１の移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることを目的としている。

さらに他の請求項に係る発明は、作動機構をギヤとカム部材で構成することで、ズーム時の第１の移動部材の移動量の制御を容易にし、良好な画像を得ることができるレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
さらに他の請求項に係る発明は、複数のギヤの少なくとも１つにフリクションを持たせることで、駆動力を受けない状態でも機構の作動位置を安定に保持させることを目的としている。

さらに他の請求項に係る発明は、引っ張りバネまたは圧縮バネからなる付勢部材を第１の移動部材と第２の移動部材の間に設けることで、第２の移動部材に対して第１の移動部材および退避レンズの位置を安定に保持させることができ、良好な画像を得ることができるレンズ鏡筒を提供することを目的としている。
さらに他の請求項に係る発明は、第２の移動部材が広角端付近から望遠端までの間では移動しないように構成することで、退避レンズを省電力で容易に制御することができるようにすることを目的としている。
さらに他の請求項に係る発明は、複数の退避レンズ移動部材を広角端から望遠端まで相対移動可能にすることで、１つの退避レンズ移動枠の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることを目的としている。

本発明は、複数のレンズ群をレンズ群毎に保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を内部に保持し回転筒を含む可動筒と、前記回転筒を回転駆動することにより複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させた沈胴状態と前記複数のレンズ群の少なくとも一部を対物側に移動させかつ撮影可能な撮影状態との間で前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動部と、を備えたレンズ鏡筒であって、前記撮影状態では前記可動筒の内径よりも内側の前記複数のレンズ群の光軸上に位置し前記沈胴状態では前記可動筒の内径よりも外側の退避位置に退避する少なくとも１つの退避レンズと、前記退避レンズを保持する退避レンズ保持枠と、前記退避レンズ保持枠を保持して移動させる退避レンズ移動部材と、前記退避レンズが前記退避位置と前記光軸上の位置との間で移動するよう前記退避レンズ移動部材を移動させ、かつ、前記退避レンズ移動部材を前記光軸方向に移動させる退避レンズ駆動部と、を備え、前記退避レンズ移動部材は、前記退避レンズ保持枠を保持する第１の移動部材と、前記第１の移動部材を保持する第２の移動部材を含み、前記第１の移動部材と前記第２の移動部材は、前記退避レンズが前記退避位置と前記光軸上の所定位置との間で移動する場合には一体として移動し、前記退避レンズが前記光軸上の撮影可能な領域内で移動する場合には前記回転筒の回転により前記第１の移動部材が駆動され前記第１の移動部材と前記第２の移動部材は前記光軸方向に相対的に移動するように連結されていることを最も主要な特徴とする。

回転筒は、退避レンズ保持枠が光軸上の所定位置まで進出した態様で第１の移動部材を光軸方向に進退させるための駆動力を伝達するギヤを有する構成にするとよい。
前記第１の移動部材は、前記第２の移動部材に設けられていて回転筒のギヤから駆動力が伝達されることにより作動する作動機構によって、前記第２の移動部材に対し光軸方向に進退させられるように構成するとよい。
前記第２の移動部材に設けられた作動機構は、前記レンズ保持枠駆動部からの駆動力を受けて作動するように構成するとよい。
前記レンズ保持枠駆動部は、沈胴状態から撮影開始端付近までは前記作動機構に駆動力を伝達せず、撮影可能な範囲では前記作動機構に駆動力を伝達するように構成するとよい。

前記撮影開始端は広角端であり、広角端から望遠端までの範囲で前記レンズ保持枠駆動部が前記作動機構に駆動力を伝達するように構成するとよい。
前記第２の移動部材に設けられた作動機構は、複数のギヤ、カム部材、カムフォロア、付勢部材で構成するとよい。
前記複数のギヤの少なくとも１つは、前記第２の移動部材との間に、第２の移動部材を光軸方向の一方向に付勢する付勢部材を有する構成とするとよい。
前記付勢部材は引張りバネまたは圧縮バネで構成するとよい。
前記第２の移動部材は、沈胴状態から撮影開始端付近までは移動するが、撮影可能な範囲では移動しないように構成するとよい。

本発明に係るカメラは、撮影レンズとして前記本発明に係るレンズ鏡筒を備えていることを特徴とする。
前記本発明に係るカメラは、撮影レンズ鏡筒と、この撮影レンズ鏡筒が備えるレンズ群による結像位置に配置された撮像素子を備えたデジタル方式のカメラであって、前記撮影レンズ鏡筒は前記本発明に係るレンズ鏡筒であることを特徴とする。

本発明によれば、複数の退避レンズ移動部材を広角端から望遠端まで相対移動可能にすることで、１つの退避レンズ移動枠の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることができる。

以下、各請求項に係る発明ごとにその効果を記す。
本発明によれば、退避レンズ保持枠を、保持する第１の移動部材と、第１の移動部材を保持する第２の移動部材に分けることで、１つの退避レンズ移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることができる。
本発明によれば、第１の移動部材を第２のズ移動部材上に設けられた作動機構によって相対移動することによって、第２の移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることができる。

本発明によれば、複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させた沈胴状態と対物側に移動させた撮影状態との間で駆動させる機構から駆動力を受けて第２の移動部材上に設けられた作動機構を作動させるように構成したことで、退避レンズ移動部材の相対移動のためのアクチュエータを特別に設ける必要がなく、レンズ鏡筒の省電力化、省スペース化を図ることができる。
本発明によれば、広角端付近から望遠端まで第１の移動部材を駆動することにより、第１の移動部材の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚みを薄くすることができる。

本発明によれば、作動機構をギヤとカム部材で構成することで、ズーム時の第１の移動部材の移動量の制御を容易にし、良好な画像を得ることができる。
本発明によれば、複数のギヤの少なくとも１つにフリクションを持たせることで、駆動力を受けない状態でも機構の作動位置を安定させることができる。

本発明によれば、引っ張りバネまたは圧縮バネからなる付勢部材を第１の移動部材と第２の移動部材の間に設けることで、第２の移動部材に対して第１の移動部材および退避レンズの位置を安定に保持することができ、良好な画像を得ることができる。
本発明によれば、第２の移動部材が広角端付近から望遠端の間では移動しないように構成することで、退避レンズを省電力で容易に制御することができる。

本発明に係るカメラによれば、複数の退避レンズ移動部材を広角端から望遠端まで相対移動可能にすることで、１つの移動枠の移動量を減らし、収納時のレンズ鏡筒の厚み、したがってカメラの厚みを薄くすることができる。

以下、本発明に係るレンズ鏡筒およびカメラの実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１ないし図４はいずれもレンズ鏡筒を示している。図１は沈胴状態を、図２は撮影状態を示す斜視図である。図３は沈胴部分の分解斜視図、図４は固定枠を除去した状態での沈胴状態を示す斜視図である。
図１乃至図４において、符号１７はレンズ鏡筒のベース部材を示しており、このベース部材１７は固定筒１０を備えている。固定筒１０の内周側には大回転筒１５が嵌められている。図３に示すように、大回転筒１５の内周側にはその後端側（図において右端側）から円筒形状の大直進ガイド１６が嵌められている。固定筒１０の内周面には比較的ピッチの大きい雌型のヘリコイド１０３が形成されるとともに、中心軸線と平行に直進溝１０１が複数個所に形成されている。上記ヘリコイド１０３には、大回転筒１５の後端部外周に突出して形成された雄型のヘリコイド１５３が嵌っている。上記ヘリコイド１５３は、図３に示すように、極短い突形のヘリコイドで、大回転筒１５の周方向の複数個所に形成されている。

大回転筒１５の後端部外周には、ヘリコイド１５３に隣接してラック１５１が形成されている。このラック１５１には、モータによって回転駆動される図示されないピニオンが噛み合っている。したがって、上記ピニオンがモータによって回転駆動されると、ヘリコイド１５３がヘリコイド１０３に案内されることにより大回転筒１５が固定筒１０内において中心軸線周りに回転しながら中心軸線方向（以下「光軸方向」という）前後に移動するようになっている。上記ピニオンは、大回転筒１５が前後に移動してもラック１５１との噛み合いが外れないように軸方向の寸法が長くなっている。

大直進ガイド１６は後端部に半径方向外側に向かって突出した複数個の突起１６５を有していて、これらの突起１６５は固定筒１０の直進溝１０１に嵌まっている。したがって、大直進ガイド１６は直進溝１０１にガイドされて中心軸線方向に直進移動することができる。大回転筒１５の内周面には、直進溝１５２が複数本、それぞれ光軸と平行に形成されている。上記各直進溝１５２は大回転筒１５の前端部において周方向に形成された溝に連続している。大直進ガイド１６の前端部外周面には上記直進溝１５２に対応する数の突起１６４が形成されている。これらの突起１６４は上記各直進溝１５２に沿って挿入されたあと、大回転筒１５と大直進ガイド１６が中心軸線周りに相対回転させられることにより、各突起１６４が直進溝１５２に続く上記周方向の溝に嵌まっている。したがって、大直進ガイド１６は、上記各突起１６４が上記周方向の溝に嵌まることによって、大回転筒１５と一体的に中心軸線方向に移動するようになっており、また、中心軸線周りには大回転筒１５に対して相対回転可能になっている。大直進ガイド１６の前端部内周面には雌型のヘリコイド１６３が形成されている。

大直進ガイド１６を第１の回転筒とすると、この第１の回転筒である大直進ガイド１６の内周側には第２の回転筒である小回転筒１２が嵌められている。小回転筒１２の後端部外周面には雄型のヘリコイド１２１が形成され、このヘリコイド１２１形成部の一部に適宜数の円柱状のピン１２３が立てられている。図２に示すように、上記ヘリコイド１２１は大直進ガイド１６のヘリコイド１６３と噛み合い、上記ピン１２３は、大直進ガイド１６の周壁に形成された逃げ溝１６６を貫通して大回転筒１５の直進溝１５２に嵌まっている。したがって、大回転筒１５が光軸周りに回転すると、この回転力が直進溝１５２からピン１２３に伝えられ、小回転筒１２が大回転筒１５とともに光軸周りに回転するようになっている。大直進ガイド１６に対して小回転筒１２が回転することにより、上記ヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いによって小回転筒１２が光軸方向に進退するようになっている。上記ピン１２３は、小回転筒１２の回転によりヘリコイド１２１とヘリコイド１６３とのピッチに対応して回転しつつ移動するので、ピン１２３が大直進ガイド１６と干渉しないように、上記逃げ溝１６６は、ヘリコイド１２１およびヘリコイド１６３のピッチと同じピッチで、かつ、上記ピン１２３から離間するようにピン１２３の直径よりいくらか幅広に形成されている。

小回転筒１２の内周面には適宜数のカム溝１２４が形成されている。小回転筒１２の内周側には第１レンズ群１を保持したリング状の第１レンズ枠１１が嵌められている。レンズ枠１１の後端部外周にはピン状のカムフォロワ１１１が適宜数立てられていて、それぞれのカムフォロワ１１１は上記カム溝１２４に嵌まっている。レンズ枠１１の内周側には円筒形の小直進ガイド１３が嵌められている。小直進ガイド１３の後端部外周の対蹠位置には２つのガイド突起１３１，１３２が半径方向外方に突出して形成されている。これらのガイド突起１３１，１３２は、大直進ガイド１６の内周面に形成された光軸方向の直進溝１６７，１６８に嵌まっている。したがって、小直進ガイド１３は大直進ガイド１６に対しては光軸方向に相対移動可能であるが、大直進ガイド１６と同様に光軸周りに回転することはできない。

小直進ガイド１３の外周面には適宜数の直進溝１３３が光軸と平行に形成されている。レンズ保持枠１１の内周面側には上記直進溝１３３に嵌り合う図示されない突起が形成されている。したがって、レンズ保持枠１１は小直進ガイド１３に対し光軸方向に相対移動可能になっている。また、小回転筒１２が光軸周りに回転すると、そのカム溝１２４に対するレンズ保持筒１１のカムフォロワ１１１の嵌合位置が連続的に変動し、レンズ保持筒１１がカム溝１２４の側壁に押されて光軸方向に移動するようになっている。レンズ保持筒１１の前端には、不使用時にレンズ前面を塞いでレンズを保護するバリヤユニット１８が固定されている。

小直進ガイド１３の内周側にはカム筒１４が嵌められている。カム筒１４の後端には一対の突起１４１が半径方向外側に突出して形成されている。これらの突起１４１は、小回転筒１２の後端に形成されている切り込み（図示されず）に嵌まっていて、カム筒１４は小回転筒１２と一体的に光軸周りに回転し、また、光軸方向に移動可能となっている。カム筒１４には光軸方向前側にカム溝１４２が、光軸方向後ろ側にカム溝１４３が形成されている。カム筒１４の内周側には、前側に第２レンズ枠２１が、後ろ側にシャッタユニット３１がそれぞれ相対回転可能に、かつ、光軸方向に相対移動可能に嵌められている。第２レンズ枠２１は第２レンズ群２を保持している。第２レンズ枠２１の外周には適宜数のピン状のカムフォロワ２１１が立てられ、シャッタユニット３１の外周には適宜数のピン状のカムフォロワ３１１が立てられている。第２レンズ枠２１のカムフォロワ２１１はカム筒１４のカム溝１４２を貫通し、さらに、小直進ガイド１３の内周面に形成されている直進溝に嵌まっている。したがって、カム筒１４が回転すると、カムフォロワ２１１が嵌まっている上記カム溝１４２と小直進ガイド１３の直進溝との交差位置が光軸方向に移動し、第２レンズ枠２１が光軸方向に移動するように構成されている。シャッタユニット３１のカムフォロワ３１１はカム筒１４のカム溝１４３を貫通し、さらに、小直進ガイド１３の内周面に形成されている直進溝に嵌まっている。したがって、カム筒１４が回転すると、カムフォロワ３１１が嵌まっている上記カム溝１４３と小直進ガイド１３の上記直進溝との交差位置が光軸方向に移動し、シャッタユニット３１が光軸方向に移動するように構成されている。

ここまで説明してきたレンズ鏡筒は、沈胴式のズームレンズを構成している。そこで、収納状態から、各部材をベース部材１７から撮影可能な状態まで繰り出す動作、さらに、撮影可能な状態におけるワイド位置（広角端）からテレ位置（望遠端）までの間の動作について説明しておく。

前述のモータの駆動によって大回転筒１５が回転駆動されると、大回転筒１５はそのヘリコイド１５３が固定筒１０のヘリコイド１０３にリードされて光軸方向に移動する。大回転筒１５の内周側に嵌められている大直進ガイド１６は、突起１６５が固定筒１０の直進溝１０１に嵌まっているため、また、前述のとおり光軸方向には大回転筒１５と一体であるから、光軸周りに回転することなく大回転筒１５の光軸方向への移動と共に光軸方向に移動する。大回転筒１５の内周面に形成されている直進溝１５２には、小回転筒１２に立てられ、かつ、大直進ガイド１６の逃げ孔１６６を貫通しているピン１２３が嵌まっているため、大回転筒１５が回転することによりこの回転力が小回転筒１２に伝達され、小回転筒１２も光軸周りに回転する。小回転筒１２が回転すると、そのヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いにより小回転筒１２は光軸方向に進退する。

小回転筒１２の内周側には、第１レンズ枠１１、小直進ガイド１３、カム筒１４がこの順に嵌められている。カム筒１４は小回転筒１２に実質的に一体に結合されている。小直進ガイド１３は、そのガイド突起１３１，１３２が大直進ガイド１６の直進溝１６７，１６８に嵌まることにより、大直進ガイド１６に対して光軸方向に直進することができるが、光軸周りに回転することはできない。小回転筒１２が光軸周りに回転すると、カムフォロワ１１１が小回転筒１２のカム溝１２４に嵌まり、かつ、小直進ガイド１３の直進溝１３３で回転止めがなされている第１レンズ枠１１が、カム溝１２４によって光軸方向に移動させられる。

また、小回転筒１２と共にカム筒１４が回転すると、そのカム溝１４２を貫通しかつ小直進ガイド１３の前記直進溝に嵌まっている第２レンズ枠２１のカムフォロワ２１１が光軸方向に移動し、これと共に第２レンズ枠２１が光軸方向に移動する。同様に、カム溝１４３を貫通しかつ小直進ガイド１３の直進溝１３６に嵌まるシャッタユニット３１のカムフォロワ３１１が光軸方向に移動し、これと共にシャッタユニット３１が光軸方向に移動する。

図１、図４は、固定枠１０を除く他の部材が固定枠１０の方に向かって後退し、第１レンズ保持筒１１、小回転筒１２、大回転筒１５の前端面がほぼ同一面をなしてコンパクトに収納された状態を示している。この収納状態では、バリヤユニット１８がバリヤを閉じ、レンズを保護している。この実施例におけるレンズ構成は、前述の第１レンズ群１と第２レンズ群２のほかに、第３レンズ群、さらには第４レンズ群を備えているが、上記収納状態では、第３レンズ群、第４レンズ群は光軸外に退避して、レンズ鏡胴およびこのレンズ鏡胴を備えたカメラなどのコンパクト化に寄与する構成になっている。このレンズ群の光軸外への退避および光軸上への進入機構（以下「進退機構」という）の詳細は後で説明する。

上記収納状態から撮影可能な状態にすべくモータが起動されると、モータの回転力がラック１５１に伝達されて大回転筒１５が回転駆動される。大回転筒１５はその回転によりヘリコイド１５３が固定筒１０のヘリコイド１０３にリードされて光軸方向前方に繰り出し、大直進ガイド１６も光軸方向前方に直進する。大回転筒１５の回転により小回転筒１２も前述のとおり光軸周りに回転し、小回転筒１２はそのヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いにより光軸方向前方に繰り出す。また、小回転筒１２と一体的にカム筒１４も回転しながら光軸方向に繰り出し、小回転筒１２の光軸方向への繰り出しに伴って小直進ガイド１３が光軸方向前方に向かって直進する。小回転筒１２が光軸周りに回転しながら光軸方向に繰り出すことにより第１レンズ枠１１が光軸方向に繰り出す。カム筒１４が回転しながら光軸方向に繰り出すことにより、そのカム溝１４２，１４３の側壁が第２レンズ枠２１、シャッタユニット３１のカムフォロワ２１１，３１１を押し、第２レンズ枠２１およびシャッタユニット３１を光軸方向に繰り出す。図５、図６は、このようにして、第１レンズ群１、第２レンズ群２が光軸方向に繰り出し、また、第３レンズ群、第４レンズ群が光軸上に進出して撮影可能な態勢に至った状態を示している。図２はこのときの外観を示しており、バリヤユニット１８がバリヤを開いている。

図５、図６に示す各レンズ群の位置は、撮影可能な最も短い焦点距離位置すなわち広角端の位置である。この位置においてたとえばズームボタンを望遠側に操作すると、前記モータはさらに同じ向きに回転し、大回転筒１５を収納状態から撮影可能な状態にするときの回転の向きと同じ向きに回転させる。これにより第１レンズ群１、第２レンズ群２はさらに光軸方向前方に繰り出し、第３レンズ群、さらに第４レンズ群が存在する場合は第４レンズ群も適宜光軸方向に進退し、図７、図８に示すような、撮影可能な最も長い焦点距離位置すなわち望遠端に至る。望遠端から広角端に向かう動作は、ズームボタンを広角側に操作し、上記モータを逆転させて大回転筒１５を逆転させ、上記各レンズ群１〜４を逆向きに移動させることによって行う。

以上説明したレンズ駆動機構によれば、多くの筒状の部材を相互に光軸方向に進退させ、かつ相対回転させることにより、多くのレンズ群に複雑な動きをさせることによって、収納時の形態をコンパクトにするとともに、撮影可能範囲での変倍率を大きくすることを可能にしている。

次に、前記第２レンズ群２よりも後ろ側に配置されている第３レンズ群または第４レンズ群の移動機構について説明する。第３レンズ群または第４レンズ群は、その保持枠が、沈胴状態で可動筒例えば大回転筒１５の内径よりも外側に退避させるように構成されている。ここでは、説明をわかりやすくするために、第３レンズ群３が可動筒の内径よりも外側に退避するように構成されているものとして説明する。

図４ないし図２１において、第３レンズ群３は、第１、第２レンズ群１，２の光軸上に進出しまた光軸外に退避する退避レンズとなっていて、退避レンズ保持枠３８に保持されている。退避レンズ保持枠３８は、退避レンズ移動部材を構成する第１の移動部材４０の先端部に一体に形成されている。退避レンズ移動部材は上記第１の移動部材４０とこれに連結されている第２の移動部材５０を有してなる。第２の移動部材５０は、その基部が軸５１にこの軸５１を中心にして回転可能に取り付けられている。軸５１は支持基板２０に固定されて各レンズの光軸と平行に延び出ている。したがって、第２の移動部材５０は各レンズ光軸に直交する面内において回転することができる。また、第２の移動部材５０は軸５１に沿って光軸方向に移動することができる。

図９、図１０に示すように、第２の移動部材５０の先端部にはボックス型の軸支部２４が一体に形成されていて、この軸支部２４内にはガイド主軸４２、ガイド副軸３２、軸４４がいずれもレンズ光軸と平行に固定されている。ガイド主軸４２は第１の移動部材４０の基部に設けられているガイド孔を貫通し、ガイド副軸３２は第１の移動部材４０の基部に設けられているガイド溝を貫通している。したがって、第１の移動部材４０はこれらのガイド軸４２，３２にガイドされて、第２の移動部材５０に対し光軸方向に相対移動可能に連結され、第２の移動部材５０が軸５１を中心に回転するときは第１の移動部材４０と一体的に回転するようになっている。ただし、上記軸支部２４と第１の移動部材４０の基部との間には反発コイルばね３６（図１１ないし図１４参照）が介在し、第２の移動部材５０に対し第１の移動部材４０を光軸方向前方（被写体ないしは物体側）に向かって付勢し、第２の移動部材５０と第１の移動部材４０の間にフリクションを与えている。

上記軸４４にはカム筒３３が回転可能に嵌められている。カム筒３３の外周には螺旋状のカム溝が形成され、このカム溝には第１の移動部材４０の基部に形成された突起状のカムフォロワが係合している。したがって、カム筒３３が回転すると上記カム溝に案内されて第１の移動部材４０が光軸方向に移動するようになっている。反発コイルばね３６は、上記カムフォロワをカム溝の一方の壁面に押し付けて第１の移動部材４０ががたつかないようにしている。

上記カム筒３３の基部外周にはギヤが形成され、このギヤはアイドルギヤ３５と噛み合い、アイドルギヤ３５はピニオン３４と噛み合っている（図１０、図１２、図２０、図２１参照）。アイドルギヤ３５とピニオン３４は第２の移動部材５０に取り付けられている。第２の移動部材５０は、前述の通り、第１の移動部材４０とともに軸５１を中心に回転して、第３レンズ群３を第１、第２レンズ群１，２の光軸上に進出させることができ、この進出状態において、後述の退避レンズ駆動機構によって第１の移動部材４０とともに光軸方向前方に向かって進出させることもできる。このようにして第２の移動部材５０が光軸方向前方に向かって移動し、かつ、軸５１を中心に回転することにより、上記ピニオン３４が前記大回転筒１５の後端部からその内方に進入する。

図１５、図１７、図１８に示すように、大回転筒１５の後端部内周にはギヤ１５ａが形成されていて、第２の移動部材５０の回転によるピニオン３４の移動通路上に上記ギヤ１５ａが位置するように構成されている。すなわち、前記軸５１を中心に第２の移動部材５０と一体的に第１の移動部材４０が回転して第３レンズ群３が第１、第２レンズ群１，２の光軸上に進出しかつ光軸方向前方に進出した状態において、ピニオン３４が上記ギヤ１５ａに噛み合うように、各部の寸法が設計されている。

図４は、退避レンズ保持枠３８とともに第３レンズ群３が可動筒である大回転筒１５の内径よりも外側に退避した動作態様を示しており、この動作態様では、ピニオン３４と上記ギヤ１５ａとの噛み合いが外れている。第２の移動部材５０に設けられているピニオン３４、アイドルギヤ３５を含む複数のギヤと、カム部材すなわちカム筒３３と、第１の移動部材４０のカムフォロワと、付勢部材である反発コイルばね３６によって、第１の移動部材４０を第２の移動部材５０に対し相対移動させる作動機構を構成している。

次に、上記第１、第２の移動部材４０，５０からなる退避レンズ移動部材を一体として光軸上から光軸外に進退させかつ光軸方向に進退させる退避レンズ駆動機構について説明する。図４ないし図８において、前記支持基板２０には駆動源としてのモータ２５、ギヤ２６、リードスクリュー２８などが取り付けられ、モータ２５の回転力がギヤ２６などを介してリードスクリュー２８に伝達されるようになっている。支持基板２０との間に適宜の間隔をおきかつ支持基板２０と平行に補助基板２０１が適宜の固定部材に固定されていて、支持基板２０と補助基板２０１でリードスクリュー２８が回転可能に支持されかつ前記軸５１が支持されている。リードスクリュー２８には雌ねじ部材２７（図４、図８参照）がねじ込まれている。雌ねじ部材２７は適宜の周り止めによって回転が阻止されていて、リードスクリュー２８が回転駆動されると、リードスクリュー２８にリードされて光軸と平行な方向に進退するようになっている。

前記第２の移動部材５０を回転自在にかつ光軸方向に移動可能に支持する前記軸５１の外周には圧縮コイルばね２９（図４参照）が挿入されている。圧縮コイルばね２９は、補助基板２０１と第２の移動部材５０の基部との間に介在することにより、第２の移動部材５０を光軸方向において後退させる向きに付勢するとともに、第１の移動部材４０、退避レンズ保持枠３８および第３レンズ群３を一体として、第３レンズ群３が第１、第２レンズ群１，２の光軸上に進出する向きに回転付勢している。図４に示す動作態様では、第２の移動部材５０が圧縮コイルばね２９の光軸方向への付勢力によって光軸方向の限界位置まで後退し、圧縮コイルばね２９の回転方向への付勢力に抗して軸５１の周りに回転させられ、第３レンズ群３が大回転筒１５の外周面よりも外側に退避している。

図９、図１１、図１９において、第２の移動部材５０の基部には円筒状の軸受け部５０１が一体に形成され、この軸受け部５０１の外側をほぼ半周にわたって囲むカム形成部５０２が一体に形成されている。図１９に示すように、カム形成部５０２の外周面には、この外周面を斜めに横切るような形で段状にカム面５０３が形成されている。前記雌ねじ部材２７は、その一部が突出していて、この突出部が上記カム面５０３に前記圧縮コイルばね２９（図４参照）の付勢力によって圧接している。

図４に示す動作態様において、前記モータ２５の駆動によってリードスクリュー２８が所定の向きに回転駆動されると、雌ねじ部材２７がリードスクリュー２８に案内されて光軸と平行な方向に移動する。この雌ねじ部材２７の移動により、雌ねじ部材２７の上記突出部と、上記第２の移動部材５０のカム面５０３との光軸方向の相対関係が変化する。モータ２５によって雌ねじ部材２７の上記突出部が上記第２の移動部材５０のカム面５０３から逃げる向きに駆動されるときは、第２の移動部材５０が圧縮コイルばね２９の付勢力によって回転し、第２の移動部材５０とともに第１の移動部材４０が回転して第３レンズ群３が第１、第２レンズ群１，２の光軸上に進出するようになっている。モータ２５が逆向きに回転駆動されると、雌ねじ部材２７の上記突出部が上記第２の移動部材５０のカム面５０３を押圧し、カム面５０３に生じる分力によって、第２の移動部材５０は圧縮コイルばね２９の回転付勢力に抗して回転し、第３レンズ群３が第１、第２レンズ群１，２の光軸外に退避するようになっている。また、雌ねじ部材２７の上記突出部と第２の移動部材５０のカム面５０３との当接位置に応じて、第２の移動部材５０の光軸方向の位置、したがって第３レンズ群３の光軸方向の位置も連続的に変化するようになっている。

図４に示す第３レンズ群３の退避位置から、モータ２５の駆動によって第２の移動部材５０が軸５１を中心にして回転しかつ光軸方向に前進する過程で、第２の移動部材５０に設けられているピニオン３４が図１５に示すように大回転筒１５の内方に侵入する。また、第２の移動部材５０と一体に円弧を描いて移動する第３レンズ群３が光軸上に進出したとき、大回転筒１５の後端部内周に形成されているギヤ１５ａにピニオン３４が噛み合い、この態様で第２の移動部材５０の回転限界位置となる。図１８は上記ギヤ１５ａとピニオン３４の関係を示す展開図で、各レンズ群が撮影可能な広角端に至ったときギヤ１５ａとピニオン３４が噛み合い、望遠端に向かうのに伴って、光軸と平行な方向におけるギヤ１５ａとピニオン３４の噛み合いが深くなるようになっている。なお、図１８からわかるように、ギヤ１５ａとピニオン３４には相互の噛み合い開始端が面取りされてテーパーがつけられ、ギヤ１５ａとピニオン３４が円滑に噛み合うことができるように配慮されている。

大回転筒１５は、前述のように、モータの駆動によって回転駆動され、各鏡筒構成部材が沈胴位置から撮影可能な範囲まで繰り出される。図示の実施例では、撮影可能な範囲とは広角端から望遠端までのズーミング範囲を含む。上記ピニオン３４がギヤ１５ａと噛み合った状態で大回転筒１５が回転駆動されることによりピニオン３４が回転駆動され、この回転力が前記カム筒３３に伝達され、カム筒３３が回転駆動される。カム筒３３の周面に形成されているカム溝に第１の移動部材４０のカムフォロワが係合しているため、カム筒３３の回転によって第１の移動部材４０が光軸方向に移動し、第３レンズ３がさらに繰り出される。このように、複数の移動部材である第１、第２の移動部材４０，５０は、退避レンズ保持枠３８が退避している位置から光軸上の所定位置までの範囲では一体として移動し、退避レンズ保持枠３８が光軸上にあって撮影可能な領域内においては光軸方向に相対移動する。

第１、第２の移動部材４０，５０は、圧縮バネ３６により光軸方向に互いに離間する向きに付勢されていて、第１、第２の移動部材４０，５０が相対移動するときおよび静止しているときのがたつきを防止している。第１の移動部材４０とともに第３レンズ群３が光軸方向への移動は、第１、第２レンズ群１，２の光軸方向への移動と合わせてズーミング動作を行うことになる。このように各レンズ群１，２，３が移動してズーム動作することにより、各レンズ群の光軸方向への移動距離を少なくしながら大きな変倍比を得ることができ、ズームレンズの小型化、薄型化を図ることができる。

大回転筒１５が逆向きに回転駆動されて沈胴動作が行われるときは、複数の部材４０，５０からなる移動部材が逆の動作をする。すなわち、ピニオン３４が逆転することにより第１の移動部材４０が第３レンズ３とともに第２の移動部材５０に対し相対的に光軸方向後方に後退し、やがてモータ２５が逆向きに起動されて第２の移動部材５０が第１の移動部材４０と一体的に光軸方向後方に移動する。この動作によりピニオン３４が大回転筒１５の後端位置から後退してギヤ１５ａとの噛み合いが外れる。モータ２５がなおも逆向きに回転することにより、第２の移動部材５０は第１の移動部材４０と一体的に軸５１を中心にしてばね２９の付勢力に抗して回転駆動され、第３レンズ群３が図４に示す位置に退避する。

図５と図６は、広角端における動作態様を示している。第３レンズ群３は光軸上に進出するとともに光軸方向への移動行程の中間位置にある。図７と図８は、望遠端における動作態様を示している。広角端にある状態に対して第２の移動部材５０の位置は変わらないが、第１の移動部材４０がさらに光軸方向前方に繰出され、望遠端の所定位置に位置している。

図９と図１０は、広角端での退避レンズユニットを示しており、図９はこのユニット全体を、図１０は図の錯綜を避けるために第２の移動部材５０の描写を省略している。第１の退避レンズ移動部材４０と第２の退避レンズ移動部材５０は主軸３１と副軸３２によって光軸方向のみに相対移動可能に形成されており、大回転筒１５からの駆動力をギヤ３４とギヤ３５でカム筒３３に伝え、カム筒３３上に形成されたカム溝と第１の移動部材４０に形成されたカムフォロアが係合して、第１の移動部材４０と第２移動部材５０を相対移動させるように構成されている。主軸３１、副軸３２、カム筒３３、ギヤ３４、ギヤ３５は第２の移動部材５０に固定されている。図２０、図２１に示すように、ギヤ３４と第２の移動部材５０の間には、フリクション部材としてのばね座金３９が介在し、ギヤ３４の停止位置、したがって、第２の移動部材５０に対する第１の移動部材４０の位置が安定に保持されるようになっている。

図１１と図１２は望遠端での退避レンズユニットを示しており、図１１はこのユニット全体を、図１２は図の錯綜を避けるために第２の移動部材５０の描写を省略している。第１の移動部材４０と第２の移動部材５０には圧縮バネ３６が設けられており、第２の移動部材５０に対して第１の移動部材４０が付勢されることでガタを無くし、安定した相対移動が可能となっている。

図１３は同じく広角端状態での退避レンズユニットを、図１４は望遠端での退避レンズユニットを示す。第２の移動部材５０の繰出しが終わっても、第２の移動部材５０に対して第１の移動部材４０を繰出すことで、退避レンズとしての第３レンズ群３をより多く繰出すことが出来る。逆に言うと、退避レンズを所定の位置まで繰出すためには第２の移動部材の繰出し量は少なくすることができ、カメラの厚みを薄くすることができる。図１５は大回転筒１５の内側に形成されたギヤ１５ａを示しており、レンズ収納から広角端付近まではギヤ１５ａとギヤ３４は係合しておらず、退避レンズユニットが広角端付近まで繰出すことでギヤ１５ａとギヤ３４は係合し、広角端付近から望遠端までは回転筒１５の駆動力によってギヤ３４を駆動し、第１の移動部材４０を第２の退避レンズ移動部材５０から繰出す。

図示の実施例によれば、退避レンズを光軸上に進出させまた光軸から退避させるための駆動機構と、退避レンズが光軸上に進出した状態においてこれを光軸方向に移動させるための駆動機構を分けているため、上記各駆動機構の移動ストロークを短くすることができ、コンパクトに収納することを可能にしながら、撮影可能な状態では変倍率を大きくすることができる。

本発明に係るレンズ鏡筒の実施例を示す沈胴状態の外観斜視図である。本発明に係るレンズ鏡筒の実施例の望遠端まで繰り出した状態を示す外観斜視図である。上記実施例の分解斜視図である。上記実施例の沈胴状態における内部構造を示す斜視図である。上記実施例の広角端まで繰り出した状態とそのときの退避レンズ駆動機構部分を示す斜視図である。図５の状態における退避レンズ駆動機構部分をレンズの後方から示す斜視図である。上記実施例の望遠端まで繰り出した状態とそのときの退避レンズ駆動機構部分を示す斜視図である。図７の状態における退避レンズ駆動機構部分をレンズの後方から示す斜視図である。上記実施例の広角端での退避レンズユニット全体を示す斜視図である。上記広角端での退避レンズユニットを一部の部材の描写を省略して示す斜視図である。上記実施例の望遠端での退避レンズユニット全体を示す斜視図である。上記望遠端での退避レンズユニットを一部の部材の描写を省略して示す斜視図である。上記実施例の広角端での退避レンズユニットを示す平面図である。上記実施例の望遠端での退避レンズユニットを示す平面図である。上記実施例の退避レンズユニットと可動筒との連携関係を示す斜視図である。図５におけるリードスクリューとその周辺を拡大して示す斜視図である。図１５における大回転筒のギヤとこれに噛み合うピニオンの部分を拡大して示す斜視図である。上記大回転筒のギヤとピニオンの関係を示す展開図である。図１３に示す広角端状態での退避レンズユニットの下面図である。上記退避レンズユニットを一部分解して示す斜視図である。上記退避レンズユニットにおける分解部分をさらに拡大して示す斜視図である。

符号の説明

３退避レンズ（第３レンズ群）
１５可動筒（大回転筒）
１５ａギヤ
３４ピニオン
３６付勢部材（コイルばね）
３８退避レンズ保持枠
４０第１の駆動部材
５０第２の駆動部材

Claims

複数のレンズ群をレンズ群毎に保持する複数のレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠を内部に保持し回転筒を含む可動筒と、前記回転筒を回転駆動することにより複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させた沈胴状態と前記複数のレンズ群の少なくとも一部を対物側に移動させかつ撮影可能な撮影状態との間で前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動部と、を備えたレンズ鏡筒であって、
前記撮影状態では前記可動筒の内径よりも内側の前記複数のレンズ群の光軸上に位置し前記沈胴状態では前記可動筒の内径よりも外側の退避位置に退避する少なくとも１つの退避レンズと、
前記退避レンズを保持する退避レンズ保持枠と、
前記退避レンズ保持枠を保持して移動させる退避レンズ移動部材と、
前記退避レンズが前記退避位置と前記光軸上の位置との間で移動するよう前記退避レンズ移動部材を移動させ、かつ、前記退避レンズ移動部材を前記光軸方向に移動させる退避レンズ駆動部と、を備え、
前記退避レンズ移動部材は、前記退避レンズ保持枠を保持する第１の移動部材と、前記第１の移動部材を保持する第２の移動部材を含み、
前記第１の移動部材と前記第２の移動部材は、前記退避レンズが前記退避位置と前記光軸上の所定位置との間で移動する場合には一体として移動し、前記退避レンズが前記光軸上の撮影可能な領域内で移動する場合には前記回転筒の回転により前記第１の移動部材が駆動され前記第１の移動部材と前記第２の移動部材は前記光軸方向に相対的に移動するように連結されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
前記回転筒は、前記退避レンズ保持枠が前記光軸上の所定位置まで進出した態様で前記第１の移動部材を光軸方向に進退させるための駆動力を伝達するギヤを有することを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記第１の移動部材は、前記第２の移動部材に設けられていて前記回転筒のギヤから駆動力が伝達されることにより作動する作動機構によって、前記第２の移動部材に対し光軸方向に進退させられることを特徴とする請求項２記載のレンズ鏡筒。
前記第２の移動部材に設けられた前記作動機構は、前記レンズ保持枠駆動部からの駆動力を受けて作動することを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
前記レンズ保持枠駆動部は、沈胴状態から撮影開始端付近までは前記作動機構に駆動力を伝達せず、撮影可能な範囲では前記作動機構に駆動力を伝達することを特徴とする請求項４記載のレンズ鏡筒。
前記撮影開始端は広角端であり、広角端から望遠端までの範囲で前記レンズ保持枠駆動部が前記作動機構に駆動力を伝達することを特徴とする請求項５記載のレンズ鏡筒。
前記第２の移動部材に設けられた作動機構は、複数のギヤ、カム部材、カムフォロア、付勢部材で構成されていることを特徴とする請求項３記載のレンズ鏡筒。
前記複数のギヤの少なくとも１つは、前記第２の移動部材との間に、前記第２の移動部材を光軸方向の一方向に付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項７記載のレンズ鏡筒。
前記付勢部材は引張りバネまたは圧縮バネであることを特徴とする請求項８記載のレンズ鏡筒。
前記第２の移動部材は、沈胴状態から撮影開始端付近まで移動し、撮影可能な範囲では移動しないことを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡筒。
前記第２の移動部材が前記退避レンズ駆動部によって駆動されることを特徴とする請求項１記載のレンズ鏡胴。
撮影レンズ鏡筒を備えたカメラであって、前記撮影レンズ鏡筒は請求項１乃１１のいずれかに記載のレンズ鏡筒であることを特徴とするカメラ。
撮影レンズ鏡筒と、この撮影レンズ鏡筒が備えるレンズ群による結像位置に配置された撮像素子を備えたデジタル方式のカメラであって、前記撮影レンズ鏡筒は請求項１乃１１のいずれかに記載のレンズ鏡筒であることを特徴とするデジタル方式のカメラ。