JP5201475B2 - レンズ鏡胴装置および撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、一つの形態ではレンズ群を沈胴して収納し、他の一つ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胴に係り、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ズームレンズに好適なレンズ鏡胴装置およびそのようなレンズ鏡胴装置を用いるカメラ等の撮像装置に関するものである。
ディジタルカメラ等の撮像装置においては、焦点距離を変更し得るズームレンズ等の撮影レンズの高性能化およびユーザーの要求による小型化等の進展に伴い、撮影時以外にレンズ鏡胴の少なくとも一部が撮像装置ボディ内に収納される、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、単なる小型化だけではなく、より一層の薄型化の要求により、沈胴収納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胴の少なくとも一部が撮像装置ボディ内に収納される沈胴式の構成を有し且つレンズ鏡胴の沈胴収納時に一部のレンズが撮影光軸上から退避移動する構成が用いられている。このような技術は、例えば特許文献１（特開２００６−３３０６５７号）および特許文献２（特開２００８−９０２０１号）に開示されている。
特許文献１に開示された構成では、レンズ鏡胴の収納時に、レンズの一部が撮影光軸上から退避するため、レンズ全体の光軸方向寸法を小さくすることができ、撮像装置全体の厚み寸法を薄くすることが可能である。この場合、撮影光軸上から退避する退避レンズ群は、最大で鏡胴の厚さだけ延在するガイド軸上で退避移動動作と光軸方向移動動作を行うため、退避レンズ群の最大繰り出し量は鏡胴の厚さにより制約されることになる。一方、ズームレンズを高変倍化するためには、レンズの繰り出し量を大きくする必要がある。
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胴の少なくとも一部が撮像装置ボディ内に収納される沈胴式の構成を有し且つレンズ鏡胴の沈胴収納時に一部のレンズが撮影光軸上から退避移動する構成が用いられている。このような技術は、例えば特許文献１（特開２００６−３３０６５７号）および特許文献２（特開２００８−９０２０１号）に開示されている。
特許文献１に開示された構成では、レンズ鏡胴の収納時に、レンズの一部が撮影光軸上から退避するため、レンズ全体の光軸方向寸法を小さくすることができ、撮像装置全体の厚み寸法を薄くすることが可能である。この場合、撮影光軸上から退避する退避レンズ群は、最大で鏡胴の厚さだけ延在するガイド軸上で退避移動動作と光軸方向移動動作を行うため、退避レンズ群の最大繰り出し量は鏡胴の厚さにより制約されることになる。一方、ズームレンズを高変倍化するためには、レンズの繰り出し量を大きくする必要がある。
上述した特許文献１に示された方式の場合、退避レンズ群の繰り出し量を大きくするためには、鏡胴を厚くすることが必要となってしまう。このため、逆に変倍比を変えずに薄型化することは困難となる。
それに対して、特許文献２には、退避レンズ枠を、レンズ群を光軸方向に移動可能に保持する伸縮筒部分とこの伸縮筒部分を伸縮させレンズ群を光軸方向に移動させるレバー部分との２つの部分に分けて退避レンズ枠を伸縮させる構成が開示されている。特に特許文献２に実施例３および実施例４として記載されている構成は、簡単な構成で退避レンズとなる第３レンズ群の最大繰り出し量を増やすことが可能である。
これら特許文献２に示された構成では、最大繰り出し時に、レンズ群を押し出すレバーの一端部が固定筒に当接することでレバーを回転させ最大繰り出し量を確保している。このような方式では、撮影領域内で退避レンズ群の伸縮を行っており、退避レンズの光軸方向位置がレバーの回転角度および当接位置のばらつきに大きく依存してしまう。光軸方向の位置ずれは結像位置をずらすことになりピントズレを発生させることになる。また、退避レンズ群は、光軸方向に最大移動した位置近傍でレバーを回転させるが、この位置は、退避レンズ群を付勢している光軸方向の圧縮トーションスプリングの付勢力が最大に近い位置である。この位置で、さらにレバーを回転させるための回転力が加わることになると、退避レンズ群の光軸方向移動のために必要とされる駆動力が一層大きくなることになる。
それに対して、特許文献２には、退避レンズ枠を、レンズ群を光軸方向に移動可能に保持する伸縮筒部分とこの伸縮筒部分を伸縮させレンズ群を光軸方向に移動させるレバー部分との２つの部分に分けて退避レンズ枠を伸縮させる構成が開示されている。特に特許文献２に実施例３および実施例４として記載されている構成は、簡単な構成で退避レンズとなる第３レンズ群の最大繰り出し量を増やすことが可能である。
これら特許文献２に示された構成では、最大繰り出し時に、レンズ群を押し出すレバーの一端部が固定筒に当接することでレバーを回転させ最大繰り出し量を確保している。このような方式では、撮影領域内で退避レンズ群の伸縮を行っており、退避レンズの光軸方向位置がレバーの回転角度および当接位置のばらつきに大きく依存してしまう。光軸方向の位置ずれは結像位置をずらすことになりピントズレを発生させることになる。また、退避レンズ群は、光軸方向に最大移動した位置近傍でレバーを回転させるが、この位置は、退避レンズ群を付勢している光軸方向の圧縮トーションスプリングの付勢力が最大に近い位置である。この位置で、さらにレバーを回転させるための回転力が加わることになると、退避レンズ群の光軸方向移動のために必要とされる駆動力が一層大きくなることになる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光軸方向の寸法を厚くすることなく、光軸方向に移動するレンズ群の繰り出し量を確保することで高変倍を可能とするとともに、移動するレンズ群の位置のばらつきを抑えて光学性能を向上し得るレンズ鏡胴装置および撮像装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、比較的簡単な構成により、光軸方向の鏡胴寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて光学性能の向上を可能し、特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、安定した位置を確保することができ、移動するレンズ群を少ない駆動力で移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、移動するレンズ群の位置精度を効果的に高めて光学性能の向上を可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、移動するレンズ群の安定した位置を確保することを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、フォーカシング性能の向上を可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項１の目的は、比較的簡単な構成により、光軸方向の鏡胴寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて光学性能の向上を可能し、特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、安定した位置を確保することができ、移動するレンズ群を少ない駆動力で移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、移動するレンズ群の位置精度を効果的に高めて光学性能の向上を可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、移動するレンズ群の安定した位置を確保することを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、フォーカシング性能の向上を可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、動作の安定性を向上させ得るレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、移動するレンズ群を適確に且つ効率良く移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、移動するレンズ群を安定に且つ高精度に移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、移動するレンズ群の撮影状態における位置を安定させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、移動するレンズ群を適確に且つ効率良く移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、移動するレンズ群を安定に且つ高精度に移動させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、移動するレンズ群の撮影状態における位置を安定させることを可能とするレンズ鏡胴装置を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、光軸方向の寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて光学性能の向上を可能とする撮像装置を提供することにある。
請求項１に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、上述した目的を達成するために、
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴を構成するレンズ鏡胴装置であって、
前記複数のレンズ群をそれぞれ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する可動レンズ鏡筒と、前記可動レンズ鏡筒を介して前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段と、前記レンズ保持枠を保持する固定枠とを備え、
前記レンズ保持枠は、少なくとも１つのレンズ群を保持し且つ少なくとも光軸方向について進退移動させる移動レンズ保持枠であって、弾性的付勢手段により物体側から像面側へ付勢されている移動レンズ保持枠を含み、
前記移動レンズ保持枠は、移動するレンズ群を保持して移動するレンズ伸縮枠と、前記レンズ伸縮枠を伸縮移動可能に保持し且つ光軸方向に進退移動させられるスリーブ枠とを有してなり、
前記レンズ伸縮枠は、前記スリーブ枠に設けられたガイド部に、光軸方向について移動可能として係合しており、前記スリーブ枠に設けられて光軸を含む平面に平行な面上で回転するレバー部材と前記移動レンズ伸縮枠が係合し、前記レバー部材の回転により前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に光軸方向へ移動させる伸縮機構を構成し、
前記レバー部材の前記レンズ伸縮枠とは係合していない端部側には該レバー部材の回転する平面に対して垂直な方向に突出したカムフォロワが設けられ、前記固定枠の側面には前記スリーブ枠の移動方向と角度を持ったカム面が設けられ、前記スリーブ枠の光軸方向の移動に伴い前記カムフォロワが前記カム面に係合し摺動することで前記レバー部材を回転させ、
前記レバー部材は、前記スリーブ枠に設けられた第１の弾性部材によって、当該レバー部材の前記レンズ伸縮枠との係合部が、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って像面側に移動させるように付勢され、
前記レンズ伸縮枠は、前記レバー部材に設けられた第２の弾性部材によって、該レバー側に付勢押圧されており、前記レバー部材が回転することによって、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って物体側へ移動させ、且つ前記レンズ伸縮枠は、光軸方向物体側に移動したときに前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除されることを特徴としている。
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴を構成するレンズ鏡胴装置であって、
前記複数のレンズ群をそれぞれ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する可動レンズ鏡筒と、前記可動レンズ鏡筒を介して前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段と、前記レンズ保持枠を保持する固定枠とを備え、
前記レンズ保持枠は、少なくとも１つのレンズ群を保持し且つ少なくとも光軸方向について進退移動させる移動レンズ保持枠であって、弾性的付勢手段により物体側から像面側へ付勢されている移動レンズ保持枠を含み、
前記移動レンズ保持枠は、移動するレンズ群を保持して移動するレンズ伸縮枠と、前記レンズ伸縮枠を伸縮移動可能に保持し且つ光軸方向に進退移動させられるスリーブ枠とを有してなり、
前記レンズ伸縮枠は、前記スリーブ枠に設けられたガイド部に、光軸方向について移動可能として係合しており、前記スリーブ枠に設けられて光軸を含む平面に平行な面上で回転するレバー部材と前記移動レンズ伸縮枠が係合し、前記レバー部材の回転により前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に光軸方向へ移動させる伸縮機構を構成し、
前記レバー部材の前記レンズ伸縮枠とは係合していない端部側には該レバー部材の回転する平面に対して垂直な方向に突出したカムフォロワが設けられ、前記固定枠の側面には前記スリーブ枠の移動方向と角度を持ったカム面が設けられ、前記スリーブ枠の光軸方向の移動に伴い前記カムフォロワが前記カム面に係合し摺動することで前記レバー部材を回転させ、
前記レバー部材は、前記スリーブ枠に設けられた第１の弾性部材によって、当該レバー部材の前記レンズ伸縮枠との係合部が、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って像面側に移動させるように付勢され、
前記レンズ伸縮枠は、前記レバー部材に設けられた第２の弾性部材によって、該レバー側に付勢押圧されており、前記レバー部材が回転することによって、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って物体側へ移動させ、且つ前記レンズ伸縮枠は、光軸方向物体側に移動したときに前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除されることを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１のレンズ鏡胴装置であって、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の沈胴収納状態から撮影状態への前記スリーブ枠の繰り出し移動の初期位置近傍において前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に移動させることを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴装置であって、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の少なくとも沈胴収納状態において互いに離間していることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１〜３のいずれか１項のレンズ鏡胴装置であって、
前記移動レンズ保持枠により保持されるレンズ群は、光軸方向に進退移動することにより、前記複数のレンズ群全体のフォーカス調整を行うレンズ群であることを特徴としている。
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の沈胴収納状態から撮影状態への前記スリーブ枠の繰り出し移動の初期位置近傍において前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に移動させることを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴装置であって、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の少なくとも沈胴収納状態において互いに離間していることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１〜３のいずれか１項のレンズ鏡胴装置であって、
前記移動レンズ保持枠により保持されるレンズ群は、光軸方向に進退移動することにより、前記複数のレンズ群全体のフォーカス調整を行うレンズ群であることを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項４のレンズ鏡胴装置であって、
前記レバー部材には、前記レンズ伸縮枠が、光軸方向物体側に移動し、前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除された際に、前記第２の弾性部材の付勢力に抗して過大に移動し前記レバー部材の係合可能部位から離脱することを防止すべく前記レンズ伸縮枠を係止する係止部を設けたことを特徴としている。
前記レバー部材には、前記レンズ伸縮枠が、光軸方向物体側に移動し、前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除された際に、前記第２の弾性部材の付勢力に抗して過大に移動し前記レバー部材の係合可能部位から離脱することを防止すべく前記レンズ伸縮枠を係止する係止部を設けたことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項１のレンズ鏡胴装置であって、
前記カムフォロワは、沈胴収納状態にて前記レバー部材の回転中心より光軸方向物体側に位置し、前記固定枠に設けられたカム面は、前記カムフォロワが光軸方向物体側へ移動するに従って光軸からの距離が広がる形状を有することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項６のレンズ鏡胴装置であって、
前記カム面は、前記ストッパ部に前記レンズ伸縮枠が当接した状態で前記スリーブ枠を光軸方向に移動させるべく、前記レバー部材の回転軸および光軸とほぼ平行な平面部を有することを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項７のレンズ鏡胴装置であって、
撮影状態では前記カムフォロワが前記平面部上のみを摺動することを特徴としている。
前記カムフォロワは、沈胴収納状態にて前記レバー部材の回転中心より光軸方向物体側に位置し、前記固定枠に設けられたカム面は、前記カムフォロワが光軸方向物体側へ移動するに従って光軸からの距離が広がる形状を有することを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項６のレンズ鏡胴装置であって、
前記カム面は、前記ストッパ部に前記レンズ伸縮枠が当接した状態で前記スリーブ枠を光軸方向に移動させるべく、前記レバー部材の回転軸および光軸とほぼ平行な平面部を有することを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係るレンズ鏡胴装置は、請求項７のレンズ鏡胴装置であって、
撮影状態では前記カムフォロワが前記平面部上のみを摺動することを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１〜８のいずれか１項のレンズ鏡胴装置を用いて撮像光学系を構成したことを特徴としている。
本発明によれば、光軸方向の寸法を厚くすることなく、光軸方向に移動するレンズ群の繰り出し量を確保することを可能とするとともに、移動するレンズ群の位置のばらつきを抑えて光学性能を向上し得るレンズ鏡胴装置および撮像装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１のレンズ鏡胴装置によれば、
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴を構成するレンズ鏡胴装置であって、
前記複数のレンズ群をそれぞれ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する可動レンズ鏡筒と、前記可動レンズ鏡筒を介して前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段と、前記レンズ保持枠を保持する固定枠とを備え、
前記レンズ保持枠は、少なくとも１つのレンズ群を保持し且つ少なくとも光軸方向について進退移動させる移動レンズ保持枠であって、弾性的付勢手段により物体側から像面側へ付勢されている移動レンズ保持枠を含み、
前記移動レンズ保持枠は、移動するレンズ群を保持して移動するレンズ伸縮枠と、前記レンズ伸縮枠を伸縮移動可能に保持し且つ光軸方向に進退移動させられるスリーブ枠とを有してなり、
前記レンズ伸縮枠は、前記スリーブ枠に設けられたガイド部に、光軸方向について移動可能として係合しており、前記スリーブ枠に設けられて光軸を含む平面に平行な面上で回転するレバー部材と前記移動レンズ伸縮枠が係合し、前記レバー部材の回転により前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に光軸方向へ移動させる伸縮機構を構成し、
前記レバー部材の前記レンズ伸縮枠とは係合していない端部側には該レバー部材の回転する平面に対して垂直な方向に突出したカムフォロワが設けられ、前記固定枠の側面には前記スリーブ枠の移動方向と角度を持ったカム面が設けられ、前記スリーブ枠の光軸方向の移動に伴い前記カムフォロワが前記カム面に係合し摺動することで前記レバー部材を回転させ、
前記レバー部材は、前記スリーブ枠に設けられた第１の弾性部材によって、当該レバー部材の前記レンズ伸縮枠との係合部が、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って像面側に移動させるように付勢され、
前記レンズ伸縮枠は、前記レバー部材に設けられた第２の弾性部材によって、該レバー側に付勢押圧されており、前記レバー部材が回転することによって、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って物体側へ移動させ、且つ前記レンズ伸縮枠は、光軸方向物体側に移動したときに前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除されることによって、
前記レバー部材の回転量を前記カム面の位置により設定することができ、前記レンズ伸縮枠の伸縮量をコントロールすることができるので、
比較的簡単な構成により、光軸方向の鏡胴寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて光学性能を向上させることが可能となると共に、特に、退避時には常に前記レンズ伸縮枠が短縮され、前記レバー部材が回転し前記レンズ伸縮枠がスリーブ枠に対して最大繰り出しした状態では前記レバー部材との係合が外れ前記ストッパ部に機械的に当接した状態であるので、
各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、安定した位置を確保することができ、且つ移動するレンズ群を少ない駆動力で移動させることが可能となる。
すなわち、本発明の請求項１のレンズ鏡胴装置によれば、
複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴を構成するレンズ鏡胴装置であって、
前記複数のレンズ群をそれぞれ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する可動レンズ鏡筒と、前記可動レンズ鏡筒を介して前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段と、前記レンズ保持枠を保持する固定枠とを備え、
前記レンズ保持枠は、少なくとも１つのレンズ群を保持し且つ少なくとも光軸方向について進退移動させる移動レンズ保持枠であって、弾性的付勢手段により物体側から像面側へ付勢されている移動レンズ保持枠を含み、
前記移動レンズ保持枠は、移動するレンズ群を保持して移動するレンズ伸縮枠と、前記レンズ伸縮枠を伸縮移動可能に保持し且つ光軸方向に進退移動させられるスリーブ枠とを有してなり、
前記レンズ伸縮枠は、前記スリーブ枠に設けられたガイド部に、光軸方向について移動可能として係合しており、前記スリーブ枠に設けられて光軸を含む平面に平行な面上で回転するレバー部材と前記移動レンズ伸縮枠が係合し、前記レバー部材の回転により前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に光軸方向へ移動させる伸縮機構を構成し、
前記レバー部材の前記レンズ伸縮枠とは係合していない端部側には該レバー部材の回転する平面に対して垂直な方向に突出したカムフォロワが設けられ、前記固定枠の側面には前記スリーブ枠の移動方向と角度を持ったカム面が設けられ、前記スリーブ枠の光軸方向の移動に伴い前記カムフォロワが前記カム面に係合し摺動することで前記レバー部材を回転させ、
前記レバー部材は、前記スリーブ枠に設けられた第１の弾性部材によって、当該レバー部材の前記レンズ伸縮枠との係合部が、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って像面側に移動させるように付勢され、
前記レンズ伸縮枠は、前記レバー部材に設けられた第２の弾性部材によって、該レバー側に付勢押圧されており、前記レバー部材が回転することによって、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って物体側へ移動させ、且つ前記レンズ伸縮枠は、光軸方向物体側に移動したときに前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除されることによって、
前記レバー部材の回転量を前記カム面の位置により設定することができ、前記レンズ伸縮枠の伸縮量をコントロールすることができるので、
比較的簡単な構成により、光軸方向の鏡胴寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて光学性能を向上させることが可能となると共に、特に、退避時には常に前記レンズ伸縮枠が短縮され、前記レバー部材が回転し前記レンズ伸縮枠がスリーブ枠に対して最大繰り出しした状態では前記レバー部材との係合が外れ前記ストッパ部に機械的に当接した状態であるので、
各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、安定した位置を確保することができ、且つ移動するレンズ群を少ない駆動力で移動させることが可能となる。
また、本発明の請求項２のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１のレンズ鏡胴装置において、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の沈胴収納状態から撮影状態への前記スリーブ枠の繰り出し移動の初期位置近傍において前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に移動させる構成とすることによって、
特に、移動するレンズ群の位置精度を効果的に高めて光学性能を向上させることが可能となる。
本発明の請求項３のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴装置において、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の少なくとも沈胴収納状態において互いに離間させる構成とすることによって、
特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、移動するレンズ群の安定した位置を確保することが可能となる。
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の沈胴収納状態から撮影状態への前記スリーブ枠の繰り出し移動の初期位置近傍において前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に移動させる構成とすることによって、
特に、移動するレンズ群の位置精度を効果的に高めて光学性能を向上させることが可能となる。
本発明の請求項３のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴装置において、
前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の少なくとも沈胴収納状態において互いに離間させる構成とすることによって、
特に、各部の位置ばらつきや寸法ばらつきにかかわらず、移動するレンズ群の安定した位置を確保することが可能となる。
本発明の請求項４のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１〜３のいずれか１項のレンズ鏡胴装置において、
前記移動レンズ保持枠により保持されるレンズ群は、光軸方向に進退移動することにより、前記複数のレンズ群全体のフォーカス調整を行うレンズ群とする構成とすることによって、
特に、フォーカシング性能を向上させることが可能となる。
前記移動レンズ保持枠により保持されるレンズ群は、光軸方向に進退移動することにより、前記複数のレンズ群全体のフォーカス調整を行うレンズ群とする構成とすることによって、
特に、フォーカシング性能を向上させることが可能となる。
本発明の請求項５のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１のレンズ鏡胴装置において、
前記レバー部材には、前記レンズ伸縮枠が、光軸方向物体側に移動し、前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除された際に、前記第２の弾性部材の付勢力に抗して過大に移動し前記レバー部材の係合可能部位から離脱することを防止すべく前記レンズ伸縮枠を係止する係止部を設けたことによって、
特に、動作の安定性を向上させることが可能となる。
本発明の請求項６のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１のレンズ鏡胴装置において、
前記カムフォロワは、沈胴収納状態にて前記レバー部材の回転中心より光軸方向物体側に位置し、前記固定枠に設けられたカム面は、前記カムフォロワが光軸方向物体側へ移動するに従って光軸からの距離が広がる形状を有することによって、
特に、前記固定枠のカム面の光軸からの距離と前記移動するレンズ群の光軸方向の変位により前記レバー部材の回転量を設定することができ、前記レンズ伸縮枠の伸縮量をコントロールでき、また、カム面により光軸方向に移動したときに前記レバー部材の回転方向に近い方向へ力が伝達され回転のための力のロスを抑制することができるので、
移動するレンズ群を適確に且つ効率良く移動させることが可能となる。
前記レバー部材には、前記レンズ伸縮枠が、光軸方向物体側に移動し、前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除された際に、前記第２の弾性部材の付勢力に抗して過大に移動し前記レバー部材の係合可能部位から離脱することを防止すべく前記レンズ伸縮枠を係止する係止部を設けたことによって、
特に、動作の安定性を向上させることが可能となる。
本発明の請求項６のレンズ鏡胴装置によれば、請求項１のレンズ鏡胴装置において、
前記カムフォロワは、沈胴収納状態にて前記レバー部材の回転中心より光軸方向物体側に位置し、前記固定枠に設けられたカム面は、前記カムフォロワが光軸方向物体側へ移動するに従って光軸からの距離が広がる形状を有することによって、
特に、前記固定枠のカム面の光軸からの距離と前記移動するレンズ群の光軸方向の変位により前記レバー部材の回転量を設定することができ、前記レンズ伸縮枠の伸縮量をコントロールでき、また、カム面により光軸方向に移動したときに前記レバー部材の回転方向に近い方向へ力が伝達され回転のための力のロスを抑制することができるので、
移動するレンズ群を適確に且つ効率良く移動させることが可能となる。
本発明の請求項７のレンズ鏡胴装置によれば、請求項６のいずれか１項のレンズ鏡胴装置において、
前記カム面は、前記ストッパ部に前記レンズ伸縮枠が当接した状態で前記スリーブ枠を光軸方向に移動させるべく、前記レバー部材の回転軸および光軸とほぼ平行な平面部を有することによって、
特に、前記レンズ伸縮枠が前記スリーブ枠に係合し安定した状態で光軸方向に移動させることができるので、
移動するレンズ群を安定に且つ高精度に移動させることが可能となる。
本発明の請求項８のレンズ鏡胴装置によれば、請求項７のレンズ鏡胴装置において、
撮影状態では前記カムフォロワが前記平面部上のみを摺動する構成とすることによって、
特に、移動するレンズ群の撮影状態における位置を安定させることが可能となる。
前記カム面は、前記ストッパ部に前記レンズ伸縮枠が当接した状態で前記スリーブ枠を光軸方向に移動させるべく、前記レバー部材の回転軸および光軸とほぼ平行な平面部を有することによって、
特に、前記レンズ伸縮枠が前記スリーブ枠に係合し安定した状態で光軸方向に移動させることができるので、
移動するレンズ群を安定に且つ高精度に移動させることが可能となる。
本発明の請求項８のレンズ鏡胴装置によれば、請求項７のレンズ鏡胴装置において、
撮影状態では前記カムフォロワが前記平面部上のみを摺動する構成とすることによって、
特に、移動するレンズ群の撮影状態における位置を安定させることが可能となる。
また、本発明の請求項９の撮像装置によれば、請求項１〜８のいずれか１項のレンズ鏡胴装置を用いて撮像光学系を構成することによって、
特に、光軸方向の寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて、高変倍でピント安定性を確保するなど、光学性能を向上させることが可能となる。
特に、光軸方向の寸法を厚くすることなく、移動するレンズ群の繰り出し量を確保するとともに、移動レンズ群の位置精度を高めて、高変倍でピント安定性を確保するなど、光学性能を向上させることが可能となる。
以下、本発明の最良の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のレンズ鏡胴装置および撮像装置を詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置の撮像光学系に用いるレンズ鏡胴装置の要部の構成を示している。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴装置の沈胴収納状態における縦断面図、図２は、図１のレンズ鏡胴装置の撮像装置起動後における縦断面図、図３は、図１のレンズ鏡胴装置のワイド（広角、すなわち短焦点距離）状態であって固定筒カム部の傾斜面部にレバーの摺接部が当接した状態における縦断面図、図４は、図３のＡ部の詳細図、図５は、図１のレンズ鏡胴装置のワイド状態であって固定筒カム部の平行面部にレバーの摺接部が当接した状態における縦断面図、図６は、図５のＢ部の詳細図、そして図７は、図１のレンズ鏡胴装置のテレ（望遠、すなわち長焦点距離）状態における縦断面図である。
図１〜図７は、本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置の撮像光学系に用いるレンズ鏡胴装置の要部の構成を示している。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴装置の沈胴収納状態における縦断面図、図２は、図１のレンズ鏡胴装置の撮像装置起動後における縦断面図、図３は、図１のレンズ鏡胴装置のワイド（広角、すなわち短焦点距離）状態であって固定筒カム部の傾斜面部にレバーの摺接部が当接した状態における縦断面図、図４は、図３のＡ部の詳細図、図５は、図１のレンズ鏡胴装置のワイド状態であって固定筒カム部の平行面部にレバーの摺接部が当接した状態における縦断面図、図６は、図５のＢ部の詳細図、そして図７は、図１のレンズ鏡胴装置のテレ（望遠、すなわち長焦点距離）状態における縦断面図である。
図１〜図１８に示すレンズ鏡胴装置は、第１群レンズ系１、第２群レンズ系２、第３群レンズ系３、第４群レンズ系４、絞り機能を持つシャッタユニット５、固定筒６、複数の回転筒７、直進ガイド筒８、第３群主軸１０、第３群スリーブ枠１１、圧縮トーションスプリング１４（図１４）、ナット１５、リードスクリュー１６、第３群駆動ギヤ１７、第３群セル枠１９、第３群伸縮主軸２０、第３群伸縮副軸２１、第３群伸縮枠２２、第３群伸縮スリーブ部２４、押さえ板２５、レバー２６、回転中心軸２７、第１トーションスプリング２８、係合突起２９、レバー係合部３０、スプリング保持軸３１、第２トーションスプリング３２、カムフォロワ３３、撮像素子３６および第３群副軸３７（図８）を具備している。
第３群スリーブ枠１１は、第３群スリーブ部１２および第３群退避カム部１３を有しており、第３群退避カム部１３は、第３群進退係合部１８および第３群進退カム面３８を備えている。また、固定筒６は、カム面３４を有しており、カム面３４には、光軸に平行な面３９および光軸からの距離が次第に離間するカム部斜面４０が形成されている。
第３群スリーブ枠１１は、第３群スリーブ部１２および第３群退避カム部１３を有しており、第３群退避カム部１３は、第３群進退係合部１８および第３群進退カム面３８を備えている。また、固定筒６は、カム面３４を有しており、カム面３４には、光軸に平行な面３９および光軸からの距離が次第に離間するカム部斜面４０が形成されている。
図１〜図７に要部を示す本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴装置において、当該レンズ鏡胴装置の光学系は、撮影状態において、図３および図７に示すように、正のパワー（屈折力）を持つ第１群レンズ系１、負のパワーを持つ第２群レンズ系２、正のパワーを持つ第３群レンズ系３、そして正のパワーを持つ第４群レンズ系４が物体側から順次配置されてなり、第２群レンズ系２と第３群レンズ系３との間に光束を制限する絞り機能およびシャッタ機能を有するシャッタユニット５が配置されている。主として、第１群レンズ系１と、第２群レンズ系２と、第３群レンズ系３との相互の間隔を変動させることによって、焦点距離を変化させ、第４群レンズ系４を移動させることによってピントを合わせる方式のズームレンズとして構成している。
第１群レンズ系１、第２群レンズ系２およびシャッタユニット５は、固定筒６に保持された複数の回転筒７並びに直進ガイド筒８により、回転筒７に回転力が与えられることによって、光軸に沿って前進や後退を行い、回転筒７内に設けられるカム溝またはカム筒９によって、所要の位置に移動することを可能としている。第３群レンズ系３および第４群レンズ系４は、収納時にそれぞれの主軸を中心として回転され、回転筒７の外側に退避させられる。このように退避させることによって、収納時の鏡胴全体の厚さを、図１に示すように、第１群レンズ系１、第２群レンズ系２、シャッタユニット５および撮像素子３６のそれぞれの厚さの合計でほぼ決定することができ、レンズ鏡胴装置全体の寸法を薄くすることが可能となっている。
第１群レンズ系１、第２群レンズ系２およびシャッタユニット５は、固定筒６に保持された複数の回転筒７並びに直進ガイド筒８により、回転筒７に回転力が与えられることによって、光軸に沿って前進や後退を行い、回転筒７内に設けられるカム溝またはカム筒９によって、所要の位置に移動することを可能としている。第３群レンズ系３および第４群レンズ系４は、収納時にそれぞれの主軸を中心として回転され、回転筒７の外側に退避させられる。このように退避させることによって、収納時の鏡胴全体の厚さを、図１に示すように、第１群レンズ系１、第２群レンズ系２、シャッタユニット５および撮像素子３６のそれぞれの厚さの合計でほぼ決定することができ、レンズ鏡胴装置全体の寸法を薄くすることが可能となっている。
ここで、第３群レンズ系３および第４群レンズ系４の退避機構について、第３群レンズ系３を例にとり、図１〜図７に加えて図８〜図１８を参照して説明する。図８は、固定筒６を物体側、すなわちレンズ鏡胴装置の正面、から見た正面図であり、第３群レンズ系３の退避動作の軌跡、第３群主軸１０および第３群副軸３７等の位置関係を示している。図９は、第３群レンズ系３の退避収納状態における固定筒６および第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す斜視図であり、図１０は、カム面３４が設けられた固定筒６を示す斜視図である。図１１〜図１３は、第３群レンズ系３が種々の位置にあるときの第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す斜視図であって、図１１は、第３群レンズ系３の退避収納状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す斜視図、図１２は、第３群レンズ系３が光軸上に進入した状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す斜視図、そして図１３は、第３群レンズ系３が光軸上で且つテレ位置にある状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す斜視図である。図１４〜図１６は、第３群レンズ系３が図１１〜図１３にそれぞれ対応する位置にあるときの第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を側方から見た側面図である。すなわち、図１４は、第３群レンズ系３の退避収納状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す側面図、図１５は、第３群レンズ系３が光軸上に進入した状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す側面図、そして図１６は、第３群レンズ系３が光軸上で且つテレ位置にある状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す側面図である。
さらに、図１７は、第３群レンズ系３が光軸上に進入した状態における第３群レンズ系３の駆動支持部の様子を示す物体側から見た正面図、そして図１８は、第３群レンズ系３が光軸上に進入した図１７の状態における第３群レンズ系３の駆動支持部を図８における下方側から見た様子を示す側面図である。
図１〜図１８において、第３群レンズ系３は、繰り出し時には、図２〜図７に示すように、光軸上に進入し、他のレンズ系と同一の光軸上に位置する。収納時には、図８に示すように、第３群主軸１０を中心として回転して、レンズ鏡胴装置の物体側正面から見て固定筒６の右上のスペースに退避する。第３群レンズ系３は、図２〜図７に示すように、第３群主軸１０に嵌合する第３群スリーブ枠１１に保持されており、第３群スリーブ枠１１には、第３群主軸１０を摺動可能に嵌挿する第３群スリーブ部１２と、この第３群スリーブ部１２の外側に位置し外周に第３群退避カム面３８を有する部分筒状の第３群退避カム部１３とを形成している。第３群スリーブ部１２と第３群退避カム部１３とは、半径方向の空隙を存し且つ像面側（物体から最も遠い側）端部において結合されたほぼ同軸２重筒状をなし、第３群スリーブ部１２と第３群退避カム部１３との間の空隙には、第３群主軸１０に沿う方向に延在する圧縮トーションスプリング１４が配置される。
図１〜図１８において、第３群レンズ系３は、繰り出し時には、図２〜図７に示すように、光軸上に進入し、他のレンズ系と同一の光軸上に位置する。収納時には、図８に示すように、第３群主軸１０を中心として回転して、レンズ鏡胴装置の物体側正面から見て固定筒６の右上のスペースに退避する。第３群レンズ系３は、図２〜図７に示すように、第３群主軸１０に嵌合する第３群スリーブ枠１１に保持されており、第３群スリーブ枠１１には、第３群主軸１０を摺動可能に嵌挿する第３群スリーブ部１２と、この第３群スリーブ部１２の外側に位置し外周に第３群退避カム面３８を有する部分筒状の第３群退避カム部１３とを形成している。第３群スリーブ部１２と第３群退避カム部１３とは、半径方向の空隙を存し且つ像面側（物体から最も遠い側）端部において結合されたほぼ同軸２重筒状をなし、第３群スリーブ部１２と第３群退避カム部１３との間の空隙には、第３群主軸１０に沿う方向に延在する圧縮トーションスプリング１４が配置される。
この圧縮トーションスプリング１４は、圧縮スプリングとして、第３群スリーブ部１２を光軸方向に沿って後方、すなわち像面側（物体から最も遠い側）、に偏倚させるべく付勢するとともに、トーションスプリングとして、第３群主軸１０を中心に、第３群スリーブ部１２、つまり第３群スリーブ枠１１を、回転させるべく付勢する。
第３群退避カム部１３には、ナット１５が係合しており、ナット１５には、光軸と平行に配設されたリードスクリュー１６が螺合している。リードスクリュー１６は、回転自在に支持され、このリードスクリュー１６には、第３群駆動ギヤ１７が固定されており、第３群駆動ギヤ１７は、回転駆動源、例えば図示されていないパルスモータ等に結合されている。パルスモータが回転すると、リードスクリュー１６が回転し、ナット１５が光軸方向に沿って移動する。図９、図１１および図１４に示す収納退避状態では、ナット１５は最も像面側（物体から最も遠い側）に位置しており、ナット１５が光軸方向に沿って物体側に移動すると、スリーブ枠１１は圧縮トーションスプリング１４と第３群退避カム部１３により、第３群レンズ系３を光軸に近付ける方向へ回転する。
第３群退避カム部１３には、ナット１５が係合しており、ナット１５には、光軸と平行に配設されたリードスクリュー１６が螺合している。リードスクリュー１６は、回転自在に支持され、このリードスクリュー１６には、第３群駆動ギヤ１７が固定されており、第３群駆動ギヤ１７は、回転駆動源、例えば図示されていないパルスモータ等に結合されている。パルスモータが回転すると、リードスクリュー１６が回転し、ナット１５が光軸方向に沿って移動する。図９、図１１および図１４に示す収納退避状態では、ナット１５は最も像面側（物体から最も遠い側）に位置しており、ナット１５が光軸方向に沿って物体側に移動すると、スリーブ枠１１は圧縮トーションスプリング１４と第３群退避カム部１３により、第３群レンズ系３を光軸に近付ける方向へ回転する。
図１２、図１５、図１７および図１８に示すように、スリーブ枠１１は光軸と平行に延在する第３群副軸３７に係止されて回転が止まる。ナット１５が、さらに光軸方向に沿って物体側に移動すると、ナット１５は第３群退避カム部１３のカム面３８から係合が外れ、第３群退避カム部１３の物体側端部の第３群進退係合部１８に係合し、スリーブ枠１１を介して第３群レンズ系３全体を光軸に沿って物体方向へ移動させる。
ここまでに説明した構成は、特許文献１（特開２００６−３３０６５７号）に示された従来の構成にほぼ相当する。図１９に従来の構成と本発明に係る構成とを比較して示す。図１９の上半部は、上述したような構成を有する従来の第３群レンズユニットの最大繰り出し状態における断面図を示している。従来は、光軸方向について、第３群レンズ系３が退避した位置から第３群主軸１０上で第３群スリーブ部１２が繰り出せる最大量に対応する位置までが第３群レンズ系３の最大繰り出し量となっていた。一般に、ズームレンズ等の変倍光学系を高変倍化するためには、繰り出し量を増やさなければならない。特許文献１等の従来の技術では、第３群レンズ系３の繰り出し量が、高変倍化の限界を決定していた。
ここまでに説明した構成は、特許文献１（特開２００６−３３０６５７号）に示された従来の構成にほぼ相当する。図１９に従来の構成と本発明に係る構成とを比較して示す。図１９の上半部は、上述したような構成を有する従来の第３群レンズユニットの最大繰り出し状態における断面図を示している。従来は、光軸方向について、第３群レンズ系３が退避した位置から第３群主軸１０上で第３群スリーブ部１２が繰り出せる最大量に対応する位置までが第３群レンズ系３の最大繰り出し量となっていた。一般に、ズームレンズ等の変倍光学系を高変倍化するためには、繰り出し量を増やさなければならない。特許文献１等の従来の技術では、第３群レンズ系３の繰り出し量が、高変倍化の限界を決定していた。
本発明は、上述した第３群レンズ系３の最大繰り出し量を増大し、高変倍化等を可能とするものである。
図１〜図１８に示された本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴装置において、第３群レンズ系３は、図２、図３、図５、図７、図９および図１１〜図１８に示すように、筒状の第３群セル枠１９に保持されており、第３群セル枠１９は、第３群スリーブ枠１１に設けられて光軸に平行な方向に延在する第３群伸縮主軸２０と第３群伸縮副軸２１に係合する第３群伸縮枠２２に保持されている。第３群伸縮枠２２は、中空筒状の第３群伸縮スリーブ部２４を有し、この第３群伸縮スリーブ部２４が第３群伸縮主軸２０に嵌合しており、光軸方向に沿って移動可能となっている。第３群伸縮主軸２０および第３群伸縮副軸２１は、光軸方向についての前端、つまり物体側端部において共通の押さえ板２５に固定されており、第３群伸縮枠２２が物体側に移動したときには、第３群伸縮スリーブ部２４が押さえ板２５に当接し係止されることによって、第３群レンズ系３は、第３群スリーブ枠１１に対して光軸方向の物体側への最大繰り出し状態となる。逆に光軸方向に沿って物体から遠い像面側に移動したときには、第３群伸縮スリーブ部２４が、第３群スリーブ枠１１に当接し係止されることによって、第３群レンズ系３は、第３群スリーブ枠１１に対して、光軸方向の像面側へ短縮し最大繰り込み状態（最小繰り出し状態）となる。
図１〜図１８に示された本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴装置において、第３群レンズ系３は、図２、図３、図５、図７、図９および図１１〜図１８に示すように、筒状の第３群セル枠１９に保持されており、第３群セル枠１９は、第３群スリーブ枠１１に設けられて光軸に平行な方向に延在する第３群伸縮主軸２０と第３群伸縮副軸２１に係合する第３群伸縮枠２２に保持されている。第３群伸縮枠２２は、中空筒状の第３群伸縮スリーブ部２４を有し、この第３群伸縮スリーブ部２４が第３群伸縮主軸２０に嵌合しており、光軸方向に沿って移動可能となっている。第３群伸縮主軸２０および第３群伸縮副軸２１は、光軸方向についての前端、つまり物体側端部において共通の押さえ板２５に固定されており、第３群伸縮枠２２が物体側に移動したときには、第３群伸縮スリーブ部２４が押さえ板２５に当接し係止されることによって、第３群レンズ系３は、第３群スリーブ枠１１に対して光軸方向の物体側への最大繰り出し状態となる。逆に光軸方向に沿って物体から遠い像面側に移動したときには、第３群伸縮スリーブ部２４が、第３群スリーブ枠１１に当接し係止されることによって、第３群レンズ系３は、第３群スリーブ枠１１に対して、光軸方向の像面側へ短縮し最大繰り込み状態（最小繰り出し状態）となる。
図２〜図７および図１１〜図１８に示されるように、第３群スリーブ枠１１には、光軸を含む平面と平行な面内で回転可能としてレバー２６が保持されている。図２０は、この実施の形態に係るレバー２６部分の詳細な形状構成を示す斜視図である。レバー２６は、第３群スリーブ枠１１に圧入や、いわゆるカシメ等により固定された回転中心軸２７（図３、図４および図２０参照）の大径とされた頭部と第３群スリーブ枠１１とに挟み込まれるようにして、回転中心軸２７を中心に回転可能として保持されている。回転中心軸２７の周りには第１トーションスプリング２８が図６に拡大して示すように、設けられており、レバー２６と第３群スリーブ枠１１に係合して、レバー２６を図４における時計方向へ付勢している。レバー２６の第３群伸縮枠２２に近い端部には、第３群伸縮スリーブ部２４に設けられた係合突起２９に係合するレバー係合部３０が形成されている。レバー係合部３０が係合突起２９に係合することによって、第３群伸縮枠２２は、第３群スリーブ枠１１に近接し、第３群伸縮枠２２を短縮する方向に移動することになる。レバー２６のレバー係合部３０と回転中心軸２７の間には、スプリング保持軸３１（図１７および図２０参照）が圧入や、いわゆるカシメ等により固定されており、スプリング保持軸３１の周りに第２トーションスプリング３２が配設されている。
第２トーションスプリング３２は、一端がレバー２６に係合し、他端が係合突起２９を後方から押圧してレバー係合部３０方向へ付勢するように設けられている。この第２トーションスプリング３２の押圧により、係合突起２９は、レバー係合部３０に常に圧接係合されることになる。なお、レバー２６には、レバー係合部３０に適宜間隔を存して対峙して係止部３５が設けられており、落下等により強い力が第３群伸縮枠２２に加えられた場合に係合突起２９が第２トーションスプリング３２に抗して移動し、係合が外れてしまいそうになると、係止部３５が係合突起２９を係止し、係止部３５がレバー２６の係合可能部位から離脱することを防止するようにしている。
このようなレバー２６部分の構成により、レバー２６に何も負荷がかからなければ、第３群伸縮枠２２は最も像面側の短縮位置に位置し、レバー２６に図４における反時計方向への回転力が与えられると、第３群伸縮枠２２が第３群スリーブ枠１１に対して繰り出されることになる。
このようなレバー２６部分の構成により、レバー２６に何も負荷がかからなければ、第３群伸縮枠２２は最も像面側の短縮位置に位置し、レバー２６に図４における反時計方向への回転力が与えられると、第３群伸縮枠２２が第３群スリーブ枠１１に対して繰り出されることになる。
図５〜図７に示すように、第３群伸縮枠２２が最大繰り出し位置に達し、第３群伸縮スリーブ部２４が押さえ板２５に当接すると、第３群スリーブ枠１１に対するそれ以上の繰り出しが規制され、さらにレバー２６が回転すると、レバー係合部３０と係合突起２９の係合が外れる。
次に、レバー２６に回転力を与える機構について説明する。レバー２６のレバー係合部３０とは反対側の端部にレバー２６の回転する平面に垂直な方向へ突出するカムフォロワ３３（図３〜図７および図２０参照）が設けられており、収納時には、図２に示すように、回転中心軸２７に対し光軸方向について前方の物体側に位置している。固定筒６には、図２〜図７および図１０に示すように、カムフォロワ３３に係合するカム面３４が形成されており、図３〜図７に示すように、第３群スリーブ枠１１が光軸方向について前方の物体側に移動するとカムフォロワ３３がカム面３４に係合するようになっている。カム面３４は、像面側先端部に、先端から中間部に向かって、光軸からの距離が次第に増大する斜面を形成するカム部斜面４０を形成しており、このカム部斜面４０によって、カムフォロワ３３はスリーブ枠１１が光軸方向について物体側へ移動するに従って回転中心軸２７を中心として図４の反時計方向に回転する。このようにスリーブ枠１１の光軸方向物体側への移動によってレバー２６が回転することになる。
次に、レバー２６に回転力を与える機構について説明する。レバー２６のレバー係合部３０とは反対側の端部にレバー２６の回転する平面に垂直な方向へ突出するカムフォロワ３３（図３〜図７および図２０参照）が設けられており、収納時には、図２に示すように、回転中心軸２７に対し光軸方向について前方の物体側に位置している。固定筒６には、図２〜図７および図１０に示すように、カムフォロワ３３に係合するカム面３４が形成されており、図３〜図７に示すように、第３群スリーブ枠１１が光軸方向について前方の物体側に移動するとカムフォロワ３３がカム面３４に係合するようになっている。カム面３４は、像面側先端部に、先端から中間部に向かって、光軸からの距離が次第に増大する斜面を形成するカム部斜面４０を形成しており、このカム部斜面４０によって、カムフォロワ３３はスリーブ枠１１が光軸方向について物体側へ移動するに従って回転中心軸２７を中心として図４の反時計方向に回転する。このようにスリーブ枠１１の光軸方向物体側への移動によってレバー２６が回転することになる。
カム面３４は、光軸方向に沿って物体側に近付くに従って光軸からの距離が次第に増大するカム部斜面４０と、光軸に平行な面３９とを有している。図５および図６に示すように、カム部斜面４０は、固定筒６のカム面３４の光軸方向像面側端部に位置しており、光軸に平行な面３９にカムフォロワ３３が達するまでに、第３群伸縮スリーブ部２４が押さえ板２５に当接し係止される位置まで移動するように形成されている。そして、スリーブ枠１１が、光軸方向に沿ってさらに移動すると、図７に示すように、カムフォロワ３３は、カム面３４の光軸に平行な面３９を摺動する。図５〜図７に示すように、カムフォロワ３３が光軸に平行な面３９を摺動している間は、ずっと、第３群伸縮スリーブ部２４が押さえ板２５に当接係止された状態を維持し、係合突起２９とレバー係合部３０の係合が外れた状態を維持している。
カムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置している間は、第３群主軸１０上での第３群スリーブ部１２の繰り出し量に、レバー２６の回転量に応じた第３群伸縮枠２２の繰り出し量が加算された量が第３群レンズ系３の繰り出し位置となる。このような状況では、レバー２６の回転量のばらつきおよびカム面３４のカム部斜面４０の精度が影響して、第３群レンズ系３の光軸方向位置にばらつきが発生する。
カムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置している間は、第３群主軸１０上での第３群スリーブ部１２の繰り出し量に、レバー２６の回転量に応じた第３群伸縮枠２２の繰り出し量が加算された量が第３群レンズ系３の繰り出し位置となる。このような状況では、レバー２６の回転量のばらつきおよびカム面３４のカム部斜面４０の精度が影響して、第３群レンズ系３の光軸方向位置にばらつきが発生する。
一方、カムフォロワ３３が、カム面３４の光軸に平行な面３９上にあるときは、第３群伸縮枠２２が押さえ板２５に機械的に当接しているため、第３群スリーブ枠１１に対する第３群伸縮枠２２の光軸方向位置は安定する。スリーブ枠１１の位置精度は、ナット１５の位置精度に依存するため、従来の特許文献１の構成の場合と同様に安定させることができる。
第３群レンズ系３の移動がフォーカシングに寄与している場合には、第３群レンズ系３の光軸方向の位置ずれは、ピント位置のずれを発生させるため、カムフォロワ３３が光軸に平行な面３９上に位置する範囲を撮影領域とするほうが良い。一方、撮影領域にカムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置する範囲を含める場合には、第３群レンズ系３の位置ずれによるピント位置を、フォーカシング光学系として第４群レンズ系４で補正する量が少なくて済むズームポジションとすることが望ましい。例えば、この実施の形態においては、ワイド位置としている。このようにすることによって、ワイド端からテレ端までの第３群レンズ系３の繰り出し量も多く取れることになるので、第３群レンズ系３のパワー（屈折力）が少なくて済み、第３群レンズ系３の光軸方向の位置ずれ、倒れ、そして光軸が垂直に交わる面上でのシフトによる像劣化を少なくすることが可能となる。
第３群レンズ系３の移動がフォーカシングに寄与している場合には、第３群レンズ系３の光軸方向の位置ずれは、ピント位置のずれを発生させるため、カムフォロワ３３が光軸に平行な面３９上に位置する範囲を撮影領域とするほうが良い。一方、撮影領域にカムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置する範囲を含める場合には、第３群レンズ系３の位置ずれによるピント位置を、フォーカシング光学系として第４群レンズ系４で補正する量が少なくて済むズームポジションとすることが望ましい。例えば、この実施の形態においては、ワイド位置としている。このようにすることによって、ワイド端からテレ端までの第３群レンズ系３の繰り出し量も多く取れることになるので、第３群レンズ系３のパワー（屈折力）が少なくて済み、第３群レンズ系３の光軸方向の位置ずれ、倒れ、そして光軸が垂直に交わる面上でのシフトによる像劣化を少なくすることが可能となる。
また、カム部斜面４０を、光軸方向について後方の像面側に配置することによって、圧縮トーションスプリング１４の圧縮量が少なく、圧縮反発力が小さい位置でレバー２６に回転力を与えることになるため、スリーブ枠１１を光軸方向物体側に移動させるための力量は少なくて済む。すなわち、光軸に平行な面３９での光軸方向についての移動負荷はカムフォロワ３３とカム面３４との摩擦力だけであるため、特許文献２の場合のように圧縮トーションスプリングの反発力負荷が最大のところでレバーへ回転力を与えることがないため、モータ等の駆動源の駆動力は少なくて済む。
図１９は、光軸を境として、上半部に特許文献１に示されたような従来の第３群レンズユニットの最大繰り出し状態における断面図を示しており、下半部に本発明の上述した実施の形態に係る第３群レンズ系３の最大繰り出し状態における断面図を示している。図１９から明らかなように、本発明の実施の形態によれば、従来に比して、第３群レンズ系３の最大繰り出し量を増大するとともに、第３群レンズ系３の位置安定性を向上し、動作力量の増加を抑えたレンズ駆動装置を達成することができる。
図１９は、光軸を境として、上半部に特許文献１に示されたような従来の第３群レンズユニットの最大繰り出し状態における断面図を示しており、下半部に本発明の上述した実施の形態に係る第３群レンズ系３の最大繰り出し状態における断面図を示している。図１９から明らかなように、本発明の実施の形態によれば、従来に比して、第３群レンズ系３の最大繰り出し量を増大するとともに、第３群レンズ系３の位置安定性を向上し、動作力量の増加を抑えたレンズ駆動装置を達成することができる。
また、上述のような駆動機構を用いたレンズ鏡胴装置は、鏡胴部分の厚さ寸法、すなわち光軸方向寸法、を増大させることなく高変倍化が可能であるので、このようなレンズ鏡胴装置を用いれば、コンパクトで且つピント位置等安定性の高いカメラ等の撮像装置を構成することができる。
さらには、このようなレンズ鏡胴装置を用いたカメラ等の撮像装置において、カムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置するズームポジションについて、第３群レンズ系３の位置を、１台１台の撮像装置について所要の位置に調整して、その位置情報を記憶装置に記憶させ、撮影時に記憶装置の記憶情報に基づいてその位置に移動させるようにする。このようにすれば、固定筒６およびレバー２６等の部品寸法や取り付け位置のばらつきの影響を無くすことができ、撮像装置の動作を安定させることができる。
本発明は、上述した第３群レンズ系３のようなズーミングに寄与するレンズ系のみならず、さらにフォーカシングレンズ系に適用することができる。例えば、本発明をフォーカシングレンズ系としての第４群レンズ系に適用した場合、第４群レンズ系の繰り出し量を多くとることができ、それによってピントの調整可能な範囲を広くすることができることになり、最短撮影距離を短くすることが可能となる。このようにすることによって近接距離の被写体に対するマクロ撮影に強い撮像装置を提供することができる。
また、上述した実施の形態においては、収納時に、レンズ群が回転筒の外側に退避するなど、光軸外に退避移動する退避レンズ群に適用するものとして説明したが、本発明は、収納時に光軸外に退避せず光軸方向に沿って像面側に移動するだけの移動レンズ群の移動レンズ保持枠に対しても上述とほぼ同様にして適用することができる。
さらには、このようなレンズ鏡胴装置を用いたカメラ等の撮像装置において、カムフォロワ３３がカム部斜面４０上に位置するズームポジションについて、第３群レンズ系３の位置を、１台１台の撮像装置について所要の位置に調整して、その位置情報を記憶装置に記憶させ、撮影時に記憶装置の記憶情報に基づいてその位置に移動させるようにする。このようにすれば、固定筒６およびレバー２６等の部品寸法や取り付け位置のばらつきの影響を無くすことができ、撮像装置の動作を安定させることができる。
本発明は、上述した第３群レンズ系３のようなズーミングに寄与するレンズ系のみならず、さらにフォーカシングレンズ系に適用することができる。例えば、本発明をフォーカシングレンズ系としての第４群レンズ系に適用した場合、第４群レンズ系の繰り出し量を多くとることができ、それによってピントの調整可能な範囲を広くすることができることになり、最短撮影距離を短くすることが可能となる。このようにすることによって近接距離の被写体に対するマクロ撮影に強い撮像装置を提供することができる。
また、上述した実施の形態においては、収納時に、レンズ群が回転筒の外側に退避するなど、光軸外に退避移動する退避レンズ群に適用するものとして説明したが、本発明は、収納時に光軸外に退避せず光軸方向に沿って像面側に移動するだけの移動レンズ群の移動レンズ保持枠に対しても上述とほぼ同様にして適用することができる。
１ 第１群レンズ系
２ 第２群レンズ系
３ 第３群レンズ系
４ 第４群レンズ系
５ 絞り機能を持つシャッタユニット
６ 固定筒
７ 複数の回転筒
８ 直進ガイド筒
９ カム筒
１０ 第３群主軸
１１ 第３群スリーブ枠
１２ 第３群スリーブ部
１３ 第３群退避カム部
１４ 圧縮トーションスプリング
１５ ナット
１６ リードスクリュー
１７ 第３群駆動ギヤ
１８ 第３群進退係合部
１９ 第３群セル枠
２０ 第３群伸縮主軸
２１ 第３群伸縮副軸
２２ 第３群伸縮枠
２４ 第３群伸縮スリーブ部
２５ 押さえ板
２６ レバー
２７ 回転中心軸
２８ 第１トーションスプリング
２９ 係合突起
３０ レバー係合部
３１ スプリング保持軸
３２ 第２トーションスプリング
３３ カムフォロワ
３４ カム面
３５ 係止部
３６ 撮像素子
３７ 第３群副軸
３８ 第３群進退カム面
３９ 光軸に平行な面
４０ カム部斜面
２ 第２群レンズ系
３ 第３群レンズ系
４ 第４群レンズ系
５ 絞り機能を持つシャッタユニット
６ 固定筒
７ 複数の回転筒
８ 直進ガイド筒
９ カム筒
１０ 第３群主軸
１１ 第３群スリーブ枠
１２ 第３群スリーブ部
１３ 第３群退避カム部
１４ 圧縮トーションスプリング
１５ ナット
１６ リードスクリュー
１７ 第３群駆動ギヤ
１８ 第３群進退係合部
１９ 第３群セル枠
２０ 第３群伸縮主軸
２１ 第３群伸縮副軸
２２ 第３群伸縮枠
２４ 第３群伸縮スリーブ部
２５ 押さえ板
２６ レバー
２７ 回転中心軸
２８ 第１トーションスプリング
２９ 係合突起
３０ レバー係合部
３１ スプリング保持軸
３２ 第２トーションスプリング
３３ カムフォロワ
３４ カム面
３５ 係止部
３６ 撮像素子
３７ 第３群副軸
３８ 第３群進退カム面
３９ 光軸に平行な面
４０ カム部斜面
Claims (9)
- 複数のレンズ群の少なくとも一部を沈胴させてレンズ群を収納する沈胴状態から前記レンズ群の少なくとも一部を対物側に移動することにより撮影状態とするレンズ鏡胴を構成するレンズ鏡胴装置であって、
前記複数のレンズ群をそれぞれ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する可動レンズ鏡筒と、前記可動レンズ鏡筒を介して前記レンズ保持枠を駆動するレンズ保持枠駆動手段と、前記レンズ保持枠を保持する固定枠とを備え、
前記レンズ保持枠は、少なくとも１つのレンズ群を保持し且つ少なくとも光軸方向について進退移動させる移動レンズ保持枠であって、弾性的付勢手段により物体側から像面側へ付勢されている移動レンズ保持枠を含み、
前記移動レンズ保持枠は、移動するレンズ群を保持して移動するレンズ伸縮枠と、前記レンズ伸縮枠を伸縮移動可能に保持し且つ光軸方向に進退移動させられるスリーブ枠とを有してなり、
前記レンズ伸縮枠は、前記スリーブ枠に設けられたガイド部に、光軸方向について移動可能として係合しており、前記スリーブ枠に設けられて光軸を含む平面に平行な面上で回転するレバー部材と前記移動レンズ伸縮枠が係合し、前記レバー部材の回転により前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に光軸方向へ移動させる伸縮機構を構成し、
前記レバー部材の前記レンズ伸縮枠とは係合していない端部側には該レバー部材の回転する平面に対して垂直な方向に突出したカムフォロアが設けられ、前記固定枠の側面には前記スリーブ枠の移動方向と角度を持ったカム面が設けられ、前記スリーブ枠の光軸方向の移動に伴い前記カムフォロアが前記カム面に係合し摺動することで前記レバー部材を回転させ、
前記レバー部材は、前記スリーブ枠に設けられた第１の弾性部材によって、当該レバー部材の前記レンズ伸縮枠との係合部が、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って像面側に移動させるように付勢され、
前記レンズ伸縮枠は、前記レバー部材に設けられた第２の弾性部材によって、該レバー側に付勢押圧されており、前記レバー部材が回転することによって、前記レンズ伸縮枠を光軸方向に沿って物体側へ移動させ、且つ前記レンズ伸縮枠は、光軸方向物体側に移動したときに前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除されることを特徴とするレンズ鏡胴装置。 - 前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の沈胴収納状態から撮影状態への前記スリーブ枠の繰り出し移動の初期位置近傍において前記レンズ伸縮枠を前記スリーブ枠に対して相対的に移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴装置。
- 前記固定枠のカム面および前記レバー部材は、当該レンズ群の少なくとも沈胴収納状態において互いに離間していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡胴装置。
- 前記移動レンズ保持枠により保持されるレンズ群は、光軸方向に進退移動することにより、前記複数のレンズ群全体のフォーカス調整を行うレンズ群であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴装置。
- 前記レバー部材には、前記レンズ伸縮枠が、光軸方向物体側に移動し、前記スリーブ枠に設けられたストッパ部に当接して前記レバー部材との係合が解除された際に、前記第２の弾性部材の付勢力に抗して過大に移動し前記レバー部材の係合可能部位から離脱することを防止すべく前記レンズ伸縮枠を係止する係止部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴装置。
- 前記カムフォロアは、沈胴収納状態にて前記レバー部材の回転中心より光軸方向物体側に位置し、前記固定枠に設けられたカム面は、前記カムフォロアが光軸方向物体側へ移動するに従って光軸からの距離が広がる形状を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴装置。
- 前記カム面は、前記ストッパ部に前記レンズ伸縮枠が当接した状態で前記スリーブ枠を光軸方向に移動させるべく、前記レバー部材の回転軸および光軸とほぼ平行な平面部を有することを特徴とする請求項６に記載のレンズ鏡胴装置。
- 撮影状態では前記カムフォロアが前記平面部上のみを摺動することを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡胴装置。
- 請求項１〜８のいずれか１項のレンズ鏡胴装置を用いて構成したことを特徴とする撮像装置。
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