JP5262628B2 - レンズ鏡胴、レンズ駆動装置およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は、一方の形態ではレンズ群を沈胴して収納し、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、いわゆ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を光軸上から退避させる構成のレンズ鏡胴に係り、特に退避しているレンズを光軸上に挿入する動作時に、この挿入動作を阻害するような外乱（例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてカメラの光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が生じた場合でも、確実に光軸上にレンズを挿入することができるレンズ鏡胴およびカメラに関する。

デジタルカメラ等のカメラに代表される撮像装置においては、焦点距離変更可能なズームレンズ等の撮影レンズの高性能化およびユーザの要求による小型化等の進展に伴い、電源スイッチのＯＦＦ時（非撮影時）には、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。更には、単なる小型化ではなく、より一層の薄型化の要求により、沈胴収納状態でのレンズ鏡胴部分の厚み寸法を極限にまで小さくする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、電源スイッチのＯＦＦ時（非撮影時）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有し、且つレンズ鏡筒の沈胴収納時に一部のレンズを光軸上から退避させる構成を持つレンズ鏡胴を用いた撮像装置が既に知られている。このようなレンズ鏡胴の構成は、例えば下記の特許文献１〜４に開示されている。これら特許文献１〜特許文献４に開示されたレンズ鏡胴によれば、レンズ鏡筒の収納時に、一部のレンズが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、撮像装置の厚みを薄くすることができる。

すなわち、特許文献１〜４のいずれにも、沈胴収納時に光軸上から退避する退避レンズを、撮影時にはスプリングの付勢力（捻れ力）により光軸上に配置し、収納時にはスプリングの付勢力に抗して光軸上から外方に退避させる構成が開示されている。これら特許文献１〜４のように、電源スイッチのＯＦＦ時（非撮影時）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有し、且つレンズ鏡筒の沈胴収納時に一部のレンズが光軸上から退避する構成のレンズ鏡胴を持つ撮像装置においては、一般的に、退避レンズを光軸上に挿入するためにはスプリングの付勢力を利用しているが、何らかの障害等のトラブルによって退避レンズが光軸上に挿入できない場合には、レンズ系が成立しなくなってしまう。

例えば、特許文献４には、可動鏡筒の外径を大きくすることなく、撮影光軸方向の可動鏡筒の寸法を一層小さくする目的で、レンズ保持枠は撮影状態では、全てのレンズ群を撮影光軸上に位置させ、沈胴状態では第３レンズ群および第４レンズ群の二つのレンズ群を撮影光軸とは異なる位置で、且つ他のレンズ群の可動鏡筒の最大外径よりも外側に退避させるために、二つのレンズ群を保持して移動させる退避レンズ保持枠を含む構成が開示されている。

ところで、この特許文献４に示される第３レンズ保持枠または第４レンズ保持枠等のような退避レンズを挿入させるための回転動作機構（後述する本出願の実施の形態における「退避レンズ移動枠」に相当）が近接する他の部材と接触してしまうと、スプリングの付勢力のみでは回転できなくなり、回転動作機構が回転途中で止まってしまうことがある。このような場合には、所定のレンズ系が成立せず、適切な光学的機能が達成できなくなってしまう。

例えば、図１３、図１４に示すように、先端側に後段レンズ群３１を保持した退避レンズ保持枠３２を、電源スイッチのＯＮ時に回動軸３３を回動中心にして光軸側へトーションバネ３４の捻り力（付勢力）によって回動させている途中に、この回動動作を阻害するような外乱（例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてカメラの光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が生じると、退避レンズ保持枠３２の先端側に設けた後段レンズ群３１の前面側が、回転筒収納枠３５の光軸側から外側に移動するための開口部３５ａの内周面に接して止まり、後段レンズ群３1が光軸上に挿入されない不具合が生じることがある。

即ち、このレンズ鏡胴では、退避レンズ保持枠３２の基端側に設けたカム機構（不図示）の駆動により、後段レンズ群３１を光軸位置へ挿入後に後段レンズ群３１（退避レンズ保持枠３２）を光軸方向の被写体側に所定量だけ移動させる構成である。このため、退避レンズ保持枠３２の回動動作を阻害するような前記外乱が前記トーションバネ３３の捻り力よりも大きい場合には、トーションバネ３３の捻り力が前記外乱に負けて退避レンズ保持枠３２の回動動作が途中で止まってしまう。

一方、後段レンズ群３１（退避レンズ保持枠３２）を光軸方向の被写体側に所定量だけ移動させるための前記カム機構（不図示）は所定のタイミングで駆動することによって、途中で止まっている退避レンズ保持枠３２が光軸方向の被写体側に移動し、図１３、図１４に示したように、後段レンズ群３１が光軸上に挿入されることなく、後段レンズ群３１が回転筒収納枠３５の開口部３５ａに接して止まってしまう。
特許第３７７１９３２号公報 特開２００６−３３７６９５号公報 特開２００６−５８４５５号公報 特開２００６−２４３６０５号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、沈胴収納時に光軸上から退避するレンズを有するレンズ鏡胴において、退避しているレンズを光軸上に挿入する際に、この挿入動作を阻害するような外乱（例えば、例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてデジタルカメラ１の光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が生じた場合でも、レンズを確実に光軸上に挿入することができるレンズ鏡胴、レンズ駆動装置および該レンズ鏡胴を備えたカメラを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、各々１以上のレンズを有するレンズ群からなる複数のレンズ群の少なくとも１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可能な状態とするレンズ鏡筒であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎に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駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、前記レンズ保持枠は、撮影可能な状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも１つのレンズ群を他のレンズ群が沈胴状態時に収納される収納枠の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも１つのレンズ群を保持しかつ移動させる退避レンズ保持枠を含み、前記退避レンズ保持枠は、前記沈胴状態と前記撮影可能な状態との違いにより前記退避レンズ保持枠が自ら持つレンズ群の光軸を他のレンズ群の光軸に近接離間させる接離方向の変位と、前記退避レンズ保持枠が他のレンズ群の光軸と同軸方向の変位とを変化させるためのカム機構によって駆動され、前記カム機構は、光軸と平行方向に駆動する保持枠駆動部材と、前記退避レンズ保持枠に設けられた付勢部材によって付勢され、前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第１カム面と、前記付勢部材の付勢方向と逆方向に前記退避レンズ保持枠が変位したとき前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第２カム面から構成され、更に、前記第２カム面が当接する領域で前記退避レンズ保持枠の光軸方向移動を規制する押さえ部材を含み、前記保持枠駆動部材の位置検出手段を、前記退避レンズ保持枠が前記押さえ部材よりも撮影位置側に有る位置に設けることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記第２カム面は、光軸に対して平行な面と斜面で構成され、前記斜面は前記保持枠駆動部材の駆動によって前記退避レンズ保持枠を光軸進入させる接離方向に駆動させるとともに、前記斜面と前記保持枠駆動部材が当接する領域は、前記退避レンズ保持枠と前記押さえ部材が当接する領域よりも長いことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、前記退避レンズ保持枠は、沈胴状態と前記撮影状態へ移動するために前記接離方向の変位の作動を行った後で光軸方向へ作動する前記カム機構を含み、前記位置検出手段は、前記退避レンズ保持枠が光軸方向の作動を開始した後の前記保持枠駆動部材の位置を検出することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、前記位置検出手段は、前記退避レンズ保持枠が前記収納枠の最大外径の外側に退避した位置での、前記保持枠駆動部材の位置を検出することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、前記退避レンズ保持枠が光軸進入後は位置決めピンに対して付勢部材で押し付けられ、前記付勢部材の反対方向に移動した場合に前記退避レンズ保持枠、又は前記押さえ部材が設けられている固定枠に設けられた斜面によって前記退避レンズ保持枠が、光軸方向の繰出し側に動く駆動が光軸進入方向の駆動に変換される領域を含む前記カム機構を特徴としている。

請求項６に記載の発明は、前記退避レンズ保持枠が光軸進入後の前記接離方向において位置決めピンに対して付勢部材で押し付けられ、前記付勢部材の反対方向に移動した場合は前記退避レンズ保持枠と前記押さえ部材が設けられている固定枠によって前記退避レンズ保持枠の駆動が制限される領域を含む前記カム機構を特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とするカメラ。

請求項８に記載の発明は、各々１以上のレンズを有するレンズ群からなる複数のレンズ群の少なくとも１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可能な状態とするレンズ鏡筒であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎に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駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、前記レンズ保持枠は、撮影可能な状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも１つのレンズ群を光軸上から退避させるべく、前記少なくとも１つのレンズ群を保持しかつ移動させる退避レンズ保持枠を含み、前記退避レンズ保持枠は、前記沈胴状態と前記撮影可能な状態との違いにより前記退避レンズ保持枠が自ら持つレンズ群の光軸を他のレンズ群の光軸に近接離間させる接離方向の変位と、前記退避レンズ保持枠が他のレンズ群の光軸と同軸方向の変位とを変化させるためのカム機構によって駆動され、前記カム機構は、光軸と平行方向に駆動する保持枠駆動部材と、前記退避レンズ保持枠に設けられた付勢部材によって付勢され、前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第１カム面と、前記付勢部材の付勢方向と逆方向に前記退避レンズ保持枠が変位したとき前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第２カム面から構成され、更に、前記第２カム面が当接する領域で前記退避レンズ保持枠の光軸方向移動を規制する押さえ部材を含み、前記保持枠駆動部材の位置検出手段を、前記退避レンズ保持枠が前記押さえ部材よりも撮影位置側に有る位置に設けることを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、撮影光軸を有し、複数のレンズ群と退避レンズ群とからなる撮像光学系と、前記退避レンズ群を保持する退避レンズ群保持枠と、前記退避レンズ群を前記撮影光軸上と所定の退避位置との間で移動させるべく、前記退避レンズ群保持枠を駆動する退避レンズ群駆動部と、を有するレンズ駆動装置において、前記レンズ駆動装置に固定され、前記退避レンズ群保持部材の撮影光軸方向への移動を規制する規制部材を備え、前記退避レンズ群駆動部が、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向へ、前記退避レンズ群保持枠を付勢する付勢部材と、前記撮影光軸方向に駆動される駆動部材と、前記退避レンズ群保持枠に形成された第１カム面及び第２カム面と、を含み、前記駆動部材が、前記第１カム面と前記駆動部材とが係合する時に、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向への前記付勢部材の付勢による前記退避レンズ群保持枠の移動を規制し、前記駆動部材が、前記第２カム面と前記駆動部材とが係合し、かつ、前記規制部材が前記退避レンズ群保持部材の撮影光軸方向への移動を規制する時に、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向へ前記退避レンズ群保持枠を駆動することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、前記規制部材が第１摺動面を有し、前記退避レンズ群保持枠が第２摺動面を有し、前記第１摺動面と前記第２摺動面とが摺動することを特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、前記規制部材が第１摺動面を有し、前記退避レンズ群保持枠が第２摺動面を有し、前記第１摺動面と前記第２摺動面とが摺動することを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、前記退避レンズ駆動部が、前記退避レンズ群保持枠を光軸に沿う方向に移動させることを特徴としている。

請求項１３に記載の発明は、前記第２摺動面が、前記第１摺動面よりも光軸方向の被写体側に移動したことを検出する位置検出手段を備えることを特徴としている。

請求項１４に記載の発明は、前記第１カム面及び前記第２カム面が、前記撮影光軸に沿う方向に対してそれぞれ所定の角度を持っており、かつ前記第３カム面が、前記撮影光軸に沿う方向に対して略垂直であることを特徴としている。

請求項１５に記載の発明は、前記レンズ駆動装置に固定された固定枠と、前記複数のレンズ群を保持し、前記固定枠に対して可動可能な可動筒と、を有し、前記可動筒が、前記複数のレンズ群を前記撮影光軸に沿う方向に移動させることを特徴としている。

請求項１６に記載の発明は、前記規制部材が、前記固定枠に固定されることを特徴としている。

請求項１７に記載の発明は、前記規制部材が、前記固定枠に一体として形成されていることを特徴としている。

請求項１８に記載の発明は、前記退避位置が、前記固定枠の外側にあることを特徴としている。

本発明によれば、退避していたレンズ群を光軸上に挿入する際に、この挿入動作を阻害するような外乱が生じた場合でも、挿入動作途中で停止するような不具合を防止して、退避していたレンズ群を確実に光軸上に挿入することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴、レンズ駆動装置を備えたカメラの一例としてのデジタルカメラを示す正面図、図２は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴の外観を示す斜視図、図３は、このレンズ鏡胴の内部構造の要部を示す斜視図である。

本実施形態のデジタルカメラは、本願発明に係るレンズ鏡胴を備えている構成であるが、本願発明に係るレンズ駆動装置が組み込まれているレンズ鏡胴を備えている場合において略同様の構成であり、以下の実施形態では、本願発明に係るレンズ鏡胴を備えたデジタルカメラとして説明する。

図１に示すように、このデジタルカメラ１のカメラ本体２には、回転筒３を前部に設けたレンズ鏡胴４が取付けられている。図２に示すように、前段レンズ群５を保持した回転筒３は、駆動ユニット（不図示）による駆動力によって所定の収納位置（沈胴位置）と所定の繰出し位置との間で光軸（撮影光軸）方向（図２の矢印Ａ方向）に沿って移動可能に設置されている。前段レンズ群５は、例えば２つのレンズ群によって構成されており、各レンズ群５には、１枚又は２枚以上のレンズが配置されている。レンズ鏡胴４の固定枠６はカメラ本体２内に固定されており、回転筒３内には、シャッタ／絞りユニット（不図示）が設置されている。回転筒３に保持される前段レンズ群５は、例えばズームレンズ系である。なお、図１、図２は、前段レンズ群５を保持した回転筒３（可動筒）が被写体側に繰出された撮影時の状態である。

図３、図４に示すように、レンズ鏡胴４の固定枠６には、先端に後段レンズ群７を保持した退避レンズ保持枠８（退避レンズ群保持部材）の基端側が回動可能に設置されており、電源スイッチ（不図示）のＯＦＦ時（非撮影時）には、後段レンズ群７（退避レンズ群）を保持した退避レンズ保持枠８は回転筒収納枠９の外側に退避している。なお、電源スイッチ（不図示）のＯＦＦ時（非撮影時）には、前段レンズ群５を保持した回転筒３（図２参照）が回転筒収納枠９内に沈胴するようにして収納される。また、撮影時には、固定枠６の前面側の回転筒収納枠９の周面に形成した開口部９ａを通して退避レンズ保持枠８が光軸方向（図３、図４の矢印Ａ方向）に対して直交方向（矢印Ｂ方向）に回動して、後段レンズ群７が回転筒収納枠９内の光軸上に挿入される。

退避レンズ保持枠８に保持される後段レンズ群７は、例えばフォーカスレンズ系であり、本実施形態では、前段レンズ群５と後段レンズ群７とで撮像光学系が構成されている。なお、図３、図４では、回転筒収納枠９内に収納される回転筒３の図示は省略している。

また、固定枠６には、光軸方向（図３、図４の矢印Ａ方向）と平行方向に回動軸１０とリードスクリュー１１が設置されている。回転筒収納枠９内の中央後方側には、ＣＣＤなどの撮像素子１２が配置されている。

図３、図４、図５に示すように、退避レンズ保持枠８は中央部がクランク状に屈曲しており、退避レンズ保持枠８の基端には、回動軸１０にがたつきなく挿通される筒状の軸受部１３が一体に形成されている。これにより、軸受部１３は回動軸１０の長手方向（光軸方向と平行方向）にがたつきなく移動可能である。よって、退避レンズ保持枠８は、回動軸１０の長手方向（光軸方向と平行方向）にがたつきなく移動可能に、かつ前記したように回動軸１０を回動中心にして光軸方向に対して直交方向に回動可能である。

軸受部１３の外周面には、ヘリコイド状のカム溝部１４ａを有するカム部１４が突出形成されており、カム溝部１４ａには、第１カム面１４ｂと該第１カム面１４ｂと対向する側に第２カム面１４ｃを有している。第２カム面１４ｃには平面状の当接面１４ｄ（第３カム面）が連続するようして形成されている。また、カム部１４の当接面１４ｄ側の前面には、円弧状の平面部１４ｅ（第２摺動面）が形成されている。この平面部１４ｅ上には、図３、図４に示すように、第２レンズ群７が退避時に固定枠６に固定された押さえ部材１５（規制部材）の押さえ面１５ａ（第１摺動面）が近接するように設置されている。第１カム面１４ｂの先端面（第１カム面１４ｂの当接面１４ｄと反対側の端面）には、退避面１４ｆが形成されている。

回動軸１０の周面外側には、回動軸１０の長手方向に沿ってトーションバネ１６が挿通されている。トーションバネ１６（付勢部材）の一方側のバネ端部１６ａは固定枠６に固定保持され、他端側のバネ端部１６ｂは退避レンズ保持枠８の軸受部１３の周囲に固定保持されており、トーションバネ１６に捻り力を発生させている。また、トーションバネ１６は所定の圧縮状態が保持されるように押さえ材（不図示）で保持されている。

これにより、退避レンズ保持枠８には、トーションバネ１６の捻り力により回動軸１０を回動中心にして回転筒収納枠９の外側から光軸に向けての付勢力（図４の矢印Ｂ方向）が常に付与されている。また、退避レンズ保持枠８には、トーションバネ１６の圧縮バネ力により光軸方向の被写体側と反対方向（図４の矢印Ｃ方向）に常に付勢されている。なお、退避レンズ保持枠８（第２レンズ群７）が回転筒収納枠９の外側の退避位置に退避しているときは、カムフォロア部１８ａの先端部が第１カム面１４ｂの前記退避面１４ｆに当接することによって、退避レンズ保持枠８を退避位置で係止している。

図３、図４、図６に示すように、リードスクリュー１１の基端側（図６の下側）には、不図示の減速ギア列と駆動モータを有する駆動ユニット１７が連結されており、駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）の駆動によりリードスクリュー１１は左右両方向（図６の矢印Ｃ方向）に回転可能である。リードスクリュー１１には雌ねじ部材１８が螺合されおり、雌ねじ部材１８には、前記カム部１４の第１カム面１４ｂ又は第２カム面１４ｃと摺動自在なカムフォロア部１８ａ（駆動部材）と、固定枠６の係合面６ａと摺動自在に接する平面部１８ｂが一体に形成されている。このように、本実施形態では、カム部１４（第１カム面１４ｂ、第２カム面１４ｃ、当接面１４ｄ、平面部１４ｅ、退避面１４ｆ）とカムフォロア部１８ａによりカム機構が構成されている。

雌ねじ部材１８は、駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）の駆動によりリードスクリュー１１が回転（左回転又は右回転）することでリードスクリュー１１の長手方向（図６の矢印Ｄ方向）に移動する。この際、平面部１８ｂが固定枠６の係合面６ａと摺動することにより、雌ねじ部材１８が回転することなくリードスクリュー１１の長手方向に移動する。

回転筒収納枠９内には、退避レンズ保持枠位置決めピン１９が設置されており、後段レンズ群７を退避位置から開口部９ａを通して光軸上へ挿入したときに、退避レンズ保持枠位置決めピン１９に退避レンズ保持枠８を当接させて係止する。

（デジタルカメラ１の通常の起動時）
次に、デジタルカメラ１の起動時の、後段レンズ群７の退避位置から光軸上への挿入動作時におけるカム部１４とカムフォロア部１８ａにより構成されるカム機構の動作について、図７、図８及び図９を参照して説明する。

図７は、後段レンズ群７の退避位置から光軸上への挿入動作時におけるタイミングチャート、図８（ａ）〜（ｄ）は、後段レンズ群７の退避位置から光軸上への挿入動作時における雌ねじ部材１８の動作を示す図、図９（ａ）〜（ｄ）は、正常に起動した通常時の後段レンズ群７の退避位置から光軸上への挿入動作時におけるカムフォロア部１８ａとカム部１４の動作を示す図である。なお、図９（ａ）〜（ｄ）では、カムフォロア部１８ａとカム部１４（カム溝部１４ａ、第１カム面１４ｂ、第２カム面１４ｃ、当接面１４ｄ）の形状を模式的に示している。

デジタルカメラ１の電源スイッチ（不図示）をＯＮすることによりデジタルカメラ１が起動し、時刻ｔ１で回転筒３の駆動ユニット（不図示）が駆動開始することで、回転筒３が収納状態から被写体側へ繰出される（図２参照）。そして、時刻ｔ２で回転筒３の所定位置までの繰出し動作が終了すると、時刻ｔ３でリードスクリュー１１を回転させる駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）が駆動開始する。

駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）の駆動開始直後では、図３、図９（ａ）に示すように、カムフォロア部１８ａの先端部が第１カム面１４ｂの退避面１４ｆに当接状態にあり、雌ねじ部材１８は、図８（ａ）に示すように、リードスクリュー１１の基端部に位置している。この際、カム部１４の平面部１４ｄ上には、押さえ部材１５の押さえ面１５ａの先端側が近接状態にある。なお、カムフォロア部１８ａ（雌ねじ部材１８）の移動位置は、リードスクリュー１１近傍に配置した光学式の非接触位置検出センサ２０（位置検出手段）で検出され、非接触位置検出センサ２０からの検出信号に基づいて、リードスクリュー１１や回転筒３の駆動モータ（不図示）の駆動がＯＮ／ＯＦＦ制御される。

そして、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、リードスクリュー１１の回転に伴ってカムフォロア部１８ａがリードスクリュー１１の長手方向（図８の上側）に移動していく。これにより、時刻ｔ４でカムフォロア部１８ａの先端部が光軸方向の被写体側に動くことによって、退避レンズ保持枠８には、トーションバネ１６の捻り力によって回動軸１０を回動中心にして光軸方向に対して直交方向（図３の矢印Ｂ方向）に回動させる付勢力が得られる。これにより、カムフォロア部１８ａが第１カム面１４ｂの表面を摺動することにより、退避レンズ保持枠８が回動軸１０を回動中心にして光軸方向に対して直交方向（図２の矢印Ｂ方向）に回動する。このとき、カム部１４の平面部１４ｅが押さえ面１５ａと近接状態で通過していく。

そして、図８（ｃ）、図９（ｃ）に示すように、リードスクリュー１１が更に回転するとカムフォロア部１８ａがリードスクリュー１１の長手方向（図８の上側）に更に移動していく。これにより、カムフォロア部１８ａの先端部が第１カム面１４ｂの表面に沿って更に摺動することにより、図１０に示すように、退避レンズ保持枠８が回動軸１０を回動中心にして、回転筒収納枠９の開口部９ａを通して光軸方向（図１０の矢印Ａ方向）に対して直交方向（矢印Ｂ方向）に回動し、先端に保持した後段レンズ群７が光軸上に挿入される。この際、退避レンズ保持枠８の側面が退避レンズ保持枠位置決めピン１９に当接して係止され、後段レンズ群７が光軸上に位置するように保持される。また、図９（ｃ）に示すように、カム部１４の平面部１４ｄが押さえ面１５ａを通過し、平面部１４ｅ上が開放される。

そして、図８（ｄ）、図９（ｄ）に示すように、リードスクリュー１１が更に回転して、カムフォロア部１８ａがリードスクリュー１１の長手方向（図８の上側）の所定の上限位置まで移動し、カムフォロア部１８ａが平面状の当接面１４ｄに圧接する。この当接面１４ｄへの圧接力は、前記したトーションバネ１６の圧縮バネ力よりも大きくなるように設定している。

よって、トーションバネ１６の圧縮バネ力に抗して回動軸１０に挿通されている軸受部８（退避レンズ保持枠８）が、時刻ｔ６で回動軸１０の長手方向（光軸方向と平行方向）に移動開始することにより、カム部１４も押さえ面１５ａと干渉することなく一体に移動する。これにより、退避レンズ保持枠８の先端に保持した後段レンズ群７が光軸方向に沿って被写体側に所定位置まで繰出され、撮影待機状態となる。

なお、図７において、時刻ｔ７はカム部１４が押さえ面１５ａの側面近傍を通過した時刻であり、時刻ｔ８は後段レンズ群７が所定位置に繰出された時刻である。また、図７の後段レンズＰＩ信号は、カムフォロア部１８ａ（雌ねじ部材１８）の移動位置に応じて非接触位置検出センサ２０から出力される信号であり、後段レンズＰＩ信号の「Ｈ」は非接触位置検出センサ２０と対向する位置を通過前もしくは通過後に出力される信号で、後段レンズＰＩ信号の「Ｌ」は非接触位置検出センサ２０と対向する位置を通過中に出力される信号である。

このように、正常に起動した通常時には、前記したようにカム部１４が先端押さえ面１５ａに非接触状態で光軸方向に対して直交方向に移動して通過した後に、カム部１４が押さえ面１５ａと干渉することなく光軸方向と平行方向に移動し、かつ退避レンズ保持枠８も回転筒収納枠９の開口部９ａに接することなく回動軸１０を回動中心にして光軸側に回動して、後段レンズ群７を光軸上に挿入する。

なお、デジタルカメラ１の電源スイッチ（不図示）をＯＦＦしてデジタルカメラ１の起動状態を終了することにより、前記した動作と逆の動作を実行して、回動軸１０を回動中心にして退避レンズ保持枠８が光軸方向に対して直交方向に回動させて後段レンズ群７を退避位置に戻した後に、回転筒３を収納する。

（デジタルカメラ１に外乱が作用したときの起動時）
次に、デジタルカメラ１の起動時にデジタルカメラ１に外乱（例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてデジタルカメラ１の光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が作用した場合での、後段レンズ群７の退避状態から光軸上への挿入動作時におけるカム部１４とカムフォロア部１８ａにより構成されるカム機構の動作について、前記図８及び図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、起動時に外乱が作用した場合の第２レンズ群７の退避状態から光軸上への挿入動作時におけるカムフォロア部１８ａとカム部１４（退避レンズ保持枠８）の動作を示す図である。なお、図１１（ａ）〜（ｄ）では、カムフォロア部１８ａとカム部１４（カム溝部１４ａ、第１カム面１４ｂ、第２カム面１４ｃ、当接面１４ｄ）の形状を模式的に示している。

デジタルカメラ１の電源スイッチ（不図示）をＯＮすることによりデジタルカメラ１が起動し、回転筒３の駆動ユニット（不図示）が駆動開始することで、回転筒３が収納状態から被写体側へ繰出される（図２参照）。そして、回転筒３の所定位置までの繰出し動作が終了すると、リードスクリュー１１を回転させる駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）が駆動開始する。

駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）の駆動開始直後では、図３、図１１（ａ）に示すように、カムフォロア部１８ａの先端部が第１カム面１４ｂの退避面１４ｆに当接状態にあり、雌ねじ部材１８は、図８（ａ）に示すように、リードスクリュー１１の基端部に位置している。この際、カム部１４の平面部１４ｅ上には、押さえ部材１５の押さえ面１５ａの先端側が近接状態にある。この起動開始直後は、前記した通常の起動時と同様である。

そして、この起動開始直後にデジタルカメラ１に外乱Ｆ（例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてデジタルカメラ１の光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が作用した場合に、この光軸方向に対して直交方向に作用する外乱の力量がトーションバネ１６の捻り力よりも大きいと、トーションバネ１６の捻り力による付勢力が前記外乱Ｆに負けて、退避レンズ保持枠８の回動動作が途中で止まってしまう。

そして、この状態から駆動ユニット１７の駆動モータ（不図示）が更に駆動されると、リードスクリュー１１の回転に伴ってカムフォロア部１８ａがリードスクリュー１１の長手方向に移動していき（図８（ｂ）参照）、図１１（ｂ）に示すように、カムフォロア部１８ａの角面が第２カム面１４ｃに当接する。このときの当接力がトーションバネ１６の圧縮バネ力よりも大きくなるように設定されているので、退避レンズ保持枠８全体が回動軸１０の長手方向（光軸方向と平行方向）の被写体側（図１１（ａ）の上側）に移動し、カム部１４の平面部１４ｅが押さえ部材１５の押さえ面１５ａの前面側に接する。

そして、リードスクリュー１１が更に回転すると（図８（ｃ）参照）、カムフォロア部１８ａの角面が第２カム面１４ｃの表面に沿って摺動し、トーションバネ１６の捻り力による付勢力と、カムフォロア部１８ａの光軸方向の駆動力量が第２カム面１４ｃによって光軸方向に対して直交方向（図３の矢印Ｂ方向）に変換される力量が、前記外乱力量に勝ることによって、退避レンズ保持枠８が回動軸１０を回動中心にして光軸方向に対して直交方向に回動していく。

この際、カム部１４の平面部１４ｅが押さえ面１５ａに接しているが、この接している部分は退避レンズ保持枠８の回動中心である回動軸１０に近接している。このため、回動軸１０を回動中心にして前記付勢力で退避レンズ保持枠８が光軸方向に対して直交方向（図２の矢印Ｂ方向）に回動するときにおいて、カム部１４の平面部１４ｅと押さえ面１５ａ間に発生する摩擦トルクは、回動軸１０を回動中心にして退避レンズ保持枠８を回動させるカムフォロア部１８ａの光軸方向の駆動力量が第２カム面１４ｃによって光軸方向に対して直交方向に変換される力量よりも大幅に小さいものとなる。よって、図１１（ｃ）に示すように、カム部１４の平面部１４ｅが押さえ面１５ａと摺動しながら、トーションバネ１６の捻り力による付勢力によって、退避レンズ保持枠８が回動軸１０を回動中心にして光軸方向に対して直交方向（図３の矢印Ｂ方向）に回動していく。

これにより、図１０に示したように、回転筒収納枠９の開口部９ａ（図３、図４参照）を通して先端に保持した後段レンズ群７が光軸上に挿入される。この際、退避レンズ保持枠８の側面が退避レンズ保持枠位置決めピン１９に当接して係止され、後段レンズ群７が光軸上に位置するように保持される。また、カム部１４の平面部１４ｅが押さえ面１５ａを通過し、平面部１４ｅが先端押さえ面１５ａから離れる。

そして、リードスクリュー１１が更に回転して、カムフォロア部１８ａがリードスクリュー１１の長手方向の所定の上限位置まで移動することにより（図８（ｄ）参照）、図１１（ｄ）に示すように、カムフォロア部１８ａが平面状の当接面１４ｅに圧接する。

このときのカムフォロア部１８ａの移動に伴う圧接力によって、回動軸１０に挿通されている軸受部８（退避レンズ保持枠８）が回動軸１０の長手方向（光軸方向と平行方向）に移動することにより、カム部１４も押さえ面１５ａと干渉することなく一体に移動する。この当接面１４ｄへの圧接力は、前記したトーションバネ１６の圧縮バネ力よりも大きくなるように設定している。これにより、退避レンズ保持枠８の先端に保持した後段レンズ群７が光軸方向に沿って被写体側に所定位置まで繰出され、撮影待機状態となる。

このように、デジタルカメラ１の起動時にデジタルカメラ１に外乱（例えば、カメラ姿勢を変化させたり、撮影者自身が移動したりしてデジタルカメラ１の光軸方向に対して直交方向に作用する加速度など）が作用して、この外乱の力量がトーションバネ１６の捻り力よりも大きく、トーションバネ１６の捻り力が外乱に負けるような状況のときでも、図１３、図１４に示した従来のように、回転筒収納枠９の開口部９ａに後段レンズ群７が接して退避レンズ保持枠８の回動動作が途中で止まることなく、回動軸１０を回動中心にして退避レンズ保持枠８を回動させて、後段レンズ群７を確実に光軸上に挿入することができる。

図１２（ａ）は、後段レンズ群７が退避位置にあるデジタルカメラ１の非起動時における押さえ部材１５とカム部１４との位置関係を示した図（前記図９（ａ）と同様）である。本実施形態では、後段レンズ群７が退避位置にある非起動時には、カム部１４の平面部１４ｅ上に面している押さえ部材１５の押さえ面１５ａの範囲Ａよりも、カムフォロア部１８ａの角面が第２カム面１４ｃの表面に沿って摺動することができる範囲Ｂの方が大きくなるように設定している（Ａ＞Ｂ）。

また、図１２（ｂ）は、後段レンズ群７が光軸上に挿入した後に光軸方向に沿って被写体側に繰出す直前の押さえ部材１５とカム部１４との位置関係を示した図（前記図９（ｃ）と同様）である。本実施形態では、後段レンズ群７が被写体側に繰出す直前においては当接面１４ｄに接するカムフォロア部１８ａの端面と第２カム面１４ｃとの端面との間の隙間量ａよりも、押さえ部材１５の端面とカム部１４の端面との間の隙間量ｂの方が大きくなるように設定している（ｂ＞ａ）。

このように、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示したように、Ａ＞Ｂ及びｂ＞ａの条件を満足するように設定することにより、デジタルカメラ１の起動時に後段レンズ群７が光軸上に挿入された後に光軸方向に沿って被写体側に繰出すときに、押さえ部材１５の端面とカム部１４の端面とが干渉することなく確実に後段レンズ群７を被写体側に繰出すことができる。

なお、前記した実施形態では、回転筒収納枠の外側に設けた回動軸を回動中心にして、退避レンズ保持枠が光軸方向に対して直交方向に回動させて後段レンズ群を光軸上に挿入させ、退避位置が回転筒収納枠の外側にある構成のレンズ鏡胴であったが、これ以外にも、例えば、回転筒収納枠の内側に設けた回動軸を回動中心にして、退避レンズ保持枠が光軸方向に対して直交方向に回動させて後段レンズ群を光軸上に挿入させ、退避位置が回転筒収納枠の内側にある構成のレンズ鏡胴においても、同様に本発明を適用摺ることが可能である。

本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴を備えたカメラの一例としてのデジタルカメラを示す正面図。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴の外観を示す斜視図。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴の内部構造の要部を示す斜視図。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡胴の側面図。 先端側に後段レンズ群を保持した退避レンズ保持枠を示す斜視図。 雌ねじ部材を螺合したリードスクリューを示す斜視図。 後段レンズ群の退避位置から光軸上への挿入動作時におけるタイミングチャート。 （ａ）〜（ｄ）は、後段レンズ群の退避位置から光軸上への挿入動作時における雌ねじ部材の動作を示す図。 （ａ）〜（ｄ）は、正常に起動した通常時の後段レンズ群の退避位置から光軸上への挿入動作時におけるカムフォロア部とカム部の動作を示す図。 後段レンズ群が光軸上へ挿入された状態を示す斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は、起動時に外乱が作用した場合の第２レンズ群の退避状態から光軸上への挿入動作時におけるカムフォロア部とカム部の動作を示す図である。 （ａ）は、後段レンズ群が退避位置にあるデジタルカメラの非起動時における押さえ部材とカム部との位置関係を示した図、（ｂ）は、後段レンズ群が光軸上に挿入した後に光軸方向に沿って被写体側に繰出す直前の押さえ部材とカム部との位置関係を示した図。 従来のレンズ鏡胴の退避レンズ保持枠が、光軸側へ回動途中に回転筒収納枠の開口部に接して停止した状態を示す平面図。 従来のレンズ鏡胴の退避レンズ保持枠が、光軸側へ回動途中に回転筒収納枠の開口部に接して停止した状態を示す斜視図。

符号の説明

１ デジタルカメラ（カメラ）
３ 回転筒
４ レンズ鏡胴
５ 前段レンズ群
６ 固定枠
７ 後段レンズ群
８ 退避レンズ保持枠
９ 回転筒収納枠
９ａ 開口部
１０ 回動軸
１１ リードスクリュー
１４ カム部
１４ａ カム溝部
１４ｂ 第１カム面
１４ｃ 第２カム面
１４ｄ 当接面
１５ 押さえ部材
１５ａ 押さえ面
１６ トーションバネ
１８ 雌ねじ部材
１８ａ カムフォロア部
１９ 退避レンズ保持枠位置決めピン
２０ 非接触位置検出センサ（位置検出手段）

Claims (18)

1. 各々１以上のレンズを有するレンズ群からなる複数のレンズ群の少なくとも１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可能な状態とするレンズ鏡筒であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎に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駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、
   前記レンズ保持枠は、撮影可能な状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも１つのレンズ群を他のレンズ群が沈胴状態時に収納される収納枠の最大外径よりも外側に退避させるべく、前記少なくとも１つのレンズ群を保持しかつ移動させる退避レンズ保持枠を含み、
   前記退避レンズ保持枠は、前記沈胴状態と前記撮影可能な状態との違いにより前記退避レンズ保持枠が自ら持つレンズ群の光軸を他のレンズ群の光軸に近接離間させる接離方向の変位と、前記退避レンズ保持枠が他のレンズ群の光軸と同軸方向の変位とを変化させるためのカム機構によって駆動され、
   前記カム機構は、光軸と平行方向に駆動する保持枠駆動部材と、前記退避レンズ保持枠に設けられた付勢部材によって付勢され、前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第１カム面と、前記付勢部材の付勢方向と逆方向に前記退避レンズ保持枠が変位したとき前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第２カム面から構成され、更に、前記第２カム面が当接する領域で前記退避レンズ保持枠の光軸方向移動を規制する押さえ部材を含み、
   前記保持枠駆動部材の位置検出手段を、前記退避レンズ保持枠が前記押さえ部材よりも撮影位置側に有る位置に設けることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 前記第２カム面は、光軸に対して平行な面と斜面で構成され、前記斜面は前記保持枠駆動部材の駆動によって前記退避レンズ保持枠を光軸進入させる接離方向に駆動させるとともに、前記斜面と前記保持枠駆動部材が当接する領域は、前記退避レンズ保持枠と前記押さえ部材が当接する領域よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 前記退避レンズ保持枠は、沈胴状態と前記撮影状態へ移動するために前記接離方向の変位の作動を行った後で光軸方向へ作動する前記カム機構を含み、前記位置検出手段は、前記退避レンズ保持枠が光軸方向の作動を開始した後の前記保持枠駆動部材の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
4. 前記位置検出手段は、前記退避レンズ保持枠が前記収納枠の最大外径の外側に退避した位置での、前記保持枠駆動部材の位置を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡胴。
5. 前記退避レンズ保持枠が光軸進入後は位置決めピンに対して付勢部材で押し付けられ、前記付勢部材の反対方向に移動した場合に前記退避レンズ保持枠、又は前記押さえ部材が設けられている固定枠に設けられた斜面によって前記退避レンズ保持枠が、光軸方向の繰出し側に動く駆動が光軸進入方向の駆動に変換される領域を含む前記カム機構を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴。
6. 前記退避レンズ保持枠が光軸進入後の前記接離方向において位置決めピンに対して付勢部材で押し付けられ、前記付勢部材の反対方向に移動した場合は前記退避レンズ保持枠と前記押さえ部材が設けられている固定枠によって前記退避レンズ保持枠の駆動が制限される領域を含む前記カム機構を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とするカメラ。
8. 各々１以上のレンズを有するレンズ群からなる複数のレンズ群の少なくとも１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可能な状態とするレンズ鏡筒であって、前記複数のレンズ群をレンズ群毎に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駆動するレンズ保持枠駆動手段とを備えるレンズ鏡胴において、
   前記レンズ保持枠は、撮影可能な状態では、全てのレンズ群を同一の光軸上に位置させ、沈胴状態では、少なくとも１つのレンズ群を光軸上から退避させるべく、前記少なくとも１つのレンズ群を保持しかつ移動させる退避レンズ保持枠を含み、
   前記退避レンズ保持枠は、前記沈胴状態と前記撮影可能な状態との違いにより前記退避レンズ保持枠が自ら持つレンズ群の光軸を他のレンズ群の光軸に近接離間させる接離方向の変位と、前記退避レンズ保持枠が他のレンズ群の光軸と同軸方向の変位とを変化させるためのカム機構によって駆動され、
   前記カム機構は、光軸と平行方向に駆動する保持枠駆動部材と、前記退避レンズ保持枠に設けられた付勢部材によって付勢され、前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第１カム面と、前記付勢部材の付勢方向と逆方向に前記退避レンズ保持枠が変位したとき前記保持枠駆動部材に当接する前記退避レンズ保持枠に設けられた第２カム面から構成され、更に、前記第２カム面が当接する領域で前記退避レンズ保持枠の光軸方向移動を規制する押さえ部材を含み、
   前記保持枠駆動部材の位置検出手段を、前記退避レンズ保持枠が前記押さえ部材よりも撮影位置側に有る位置に設けることを特徴とするレンズ鏡胴。
9. 撮影光軸を有し、複数のレンズ群と退避レンズ群とからなる撮像光学系と、
   前記退避レンズ群を保持する退避レンズ群保持枠と、
   前記退避レンズ群を前記撮影光軸上と所定の退避位置との間で移動させるべく、前記退避レンズ群保持枠を駆動する退避レンズ群駆動部と、を有するレンズ駆動装置において、
   前記レンズ駆動装置に固定され、前記退避レンズ群保持部材の撮影光軸方向への移動を規制する規制部材を備え、
   前記退避レンズ群駆動部が、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向へ、前記退避レンズ群保持枠を付勢する付勢部材と、前記撮影光軸方向に駆動される駆動部材と、前記退避レンズ群保持枠に形成された第１カム面及び第２カム面と、を含み、
   前記駆動部材が、前記第１カム面と前記駆動部材とが係合する時に、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向への前記付勢部材の付勢による前記退避レンズ群保持枠の移動を規制し、
   前記駆動部材が、前記第２カム面と前記駆動部材とが係合し、かつ、前記規制部材が前記退避レンズ群保持部材の撮影光軸方向への移動を規制する時に、前記退避レンズ群が前記退避位置から前記撮影光軸へ向かう方向へ前記退避レンズ群保持枠を駆動することを特徴とするレンズ駆動装置。
10. 前記規制部材が第１摺動面を有し、前記退避レンズ群保持枠が第２摺動面を有し、前記第１摺動面と前記第２摺動面とが摺動することを特徴とする請求項９に記載のレンズ駆動装置。
11. 前記退避レンズ駆動部が、前記退避レンズ群保持枠を光軸に沿う方向に移動させることを特徴とする請求項９又は１０に記載のレンズ駆動装置。
12. 前記退避レンズ駆動部が第３カム面を含み、前記第３カム面と前記駆動部材とが係合するときに、前記退避レンズ群保持枠が前記撮影光軸に沿う方向に移動することを特徴とする請求項１１に記載のレンズ駆動装置。
13. 前記第２摺動面が、前記第１摺動面よりも光軸方向の被写体側に移動したことを検出する位置検出手段を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のレンズ駆動装置。
14. 前記第１カム面及び前記第２カム面が、前記撮影光軸に沿う方向に対してそれぞれ所定の角度を持っており、かつ前記第３カム面が、前記撮影光軸に沿う方向に対して略垂直であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のレンズ駆動装置。
15. 前記レンズ駆動装置に固定された固定枠と、前記複数のレンズ群を保持し、前記固定枠に対して可動可能な可動筒と、を有し、
    前記可動筒が、前記複数のレンズ群を前記撮影光軸に沿う方向に移動させることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
16. 前記規制部材が、前記固定枠に固定されることを特徴とする請求項１５に記載のレンズ駆動装置。
17. 前記規制部材が、前記固定枠に一体として形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のレンズ駆動装置。
18. 前記退避位置が、前記固定枠の外側にあることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。

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