JP5287714B2 - レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

Description

本発明は、ヘリコイド構造を有するレンズ鏡筒及びカメラに関する。

従来、ヘリコイドが設けられた第１の筒体と、そのヘリコイドと螺合する他のヘリコイドが設けられた第２の筒体とを備えるレンズ鏡筒が存在する。このレンズ鏡筒では、第１の筒体の内部に第２の筒体が挿入され、第２の筒体を第１の筒体に対して回転させて第２の筒体のヘリコイドを第１の筒体のヘリコイドに沿って移動させることにより、第２の筒体を第１の筒体に対して繰り出している。そして、第１の筒体の内面には、ヘリコイドのリードが異なる複数の領域が設けられ、回転角に対する繰り出し速度が調整されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１１３４１８号公報

しかし、リードが小さい領域ではリードが大きい領域と比べるとヘリコイド間のピッチが狭くなる。近年、カメラの小型化に伴い、レンズ鏡筒のサイズも小型化している。このため、ヘリコイド間のピッチが狭くなるとヘリコイドの製造が困難となり、レンズ鏡筒の小型化が困難となる。

本発明の課題は、リードが小さい領域においても製造が容易なメスヘリコイドを提供することにより、更なる小型化が可能なレンズ鏡筒を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。

請求項１に記載のレンズ鏡筒は、第１の面に第１のヘリコイドが設けられた第１の筒体と、前記第１の面に対向する第２の面に第２のヘリコイドが設けられた第２の筒体と、を備えるレンズ鏡筒であって、前記第１の筒体は、前記第１の面において、前記第１のヘリコイドが第１のリードを有する第１の領域と、前記第１のヘリコイドが前記第１のリードより小さい第２のリードを有する第２の領域とを備え、前記第２のリードを有する第１のヘリコイドの条数が、前記第１のリードを有する前記第１のヘリコイドの条数よりも少なく、前記第１のヘリコイドは、前記第１の領域と前記第２の領域とで連続して形成され、前記第１のリードを有する部分及び前記第２のリードを有する部分を備える長ヘリコイドと、前記第１の領域に存在し、前記第１のリードのみを有する短ヘリコイドと、から構成され、前記第２のヘリコイドが、平面上に展開した状態において、互いに平行な２辺を含むフランク面を少なくとも二組備え、前記第１の領域では、前記短ヘリコイドのフランク面と前記長ヘリコイドの第１のリードを有する部分のフランク面とによって前記第２のヘリコイドの一組の平行な２辺を含むフランク面がそれぞれガイドされ、前記第１の領域と前記第２の領域との間の移行領域では、前記長ヘリコイドの第２のリードを有する部分のフランク面と前記短ヘリコイドの端面とで、前記第２のヘリコイドの他の一組の平行な２辺を含むフランク面がそれぞれガイドされることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項２に記載のレンズ鏡筒は、請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、前記第２の領域における前記第１のヘリコイドの条数に対し、前記第１の領域における前記第１のヘリコイドの条数が整数倍であることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項３に記載のレンズ鏡筒は、請求項１または２に記載のレンズ鏡筒であって、前記第１の領域の両側に、互いに等しいリードを有する第２の領域が設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項４に記載のカメラは、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラである。

なお、本出願において、説明を容易にするため、各種ヘリコイドはそのヘリコイドが設けられた円筒を展開した場合の展開図上における形状で説明している。しかし、実際には、ヘリコイドは円筒面上に形成されており、展開図上における形状として説明していたとしても、本出願におけるヘリコイドは、円筒面上に設けられたヘリコイドを意味する。

本発明によれば、リードが小さい領域でも製造が容易なヘリコイドを有するレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の実施形態のレンズ鏡筒の沈胴状態における断面図である。 本発明の実施形態のレンズ鏡筒のワイド状態における断面図である。 本発明の実施形態のレンズ鏡筒のテレ状態における断面図である。 メスヘリコイドが設けられた固定筒を外側から見た展開図である。 沈胴状態における、メスヘリコイドとオスヘリコイドとの螺合状態を示した図である。 レンズ鏡筒が沈胴状態からワイド位置まで繰り出される途中でのメスヘリコイドとオスヘリコイドとの螺合状態を示した図である。 図６の状態の斜視図である。 ワイド状態でのメスヘリコイドとオスヘリコイドとの螺合状態を示す図である。 図８の状態の斜視図である。 テレ状態でのメスヘリコイドとオスヘリコイドとの螺合状態を示した図である。

符号の説明

１：レンズ鏡筒、６：固定筒、６ａ：内周面、１８：メスヘリコイド、２１：第１の移動筒、２１ａ：外周面、２４：オスヘリコイド、２５：長メスヘリコイド、２６：短メスヘリコイド、Ｚ１：繰り出し領域、Ｚ２：ワイド−テレ領域、Ｚ３：沈胴領域

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態のレンズ鏡筒について説明する。なお、各図において光軸Ａに沿った被写体側に向かう方向をｚプラス方向とする。また、本実施形態のレンズ鏡筒は、例えば、撮影時と非撮影時とで光軸方向の全長が変化する沈胴式のレンズ鏡筒である。

まず、レンズ鏡筒１の全体構成について説明する。図１〜図３は、レンズ鏡筒１を示す図であり、図１はレンズ鏡筒１の沈胴状態における断面図、図２はレンズ鏡筒１のワイド状態における断面図、図３はレンズ鏡筒１のテレ状態における断面図である。

レンズ鏡筒１は、４群構成のズームレンズを形成する第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４と、レンズ鏡筒１の像側端部に設けられると共に、カメラ２の本体に固定されたＣＣＤ台３及びその中央に配置されたＣＣＤ４と、ＣＣＤ台３に固定された固定筒６と、固定筒６から被写体側に繰り出すことのできる移動筒７(２１，２２，２３)と、を備える。また、レンズ鏡筒１は、更に、上述の第１レンズ群Ｌ１を保持する第１保持部１１と、第２レンズ群Ｌ２を保持する第２保持部１２と、第３レンズ群Ｌ３を保持する第３保持部１３と、第４レンズ群を保持する第４保持部１４と、を備えている。

第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４は、上述のように４群構成のズームレンズを形成するものである。そして、図２及び図３におけるレンズ群Ｌ１〜Ｌ４が繰り出した状態において、光軸Ａ方向の被写体側から像側に向かい、第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３及び第４レンズ群Ｌ４の順番で配置されている。なお、図１における沈胴状態で第３レンズ群Ｌ３は、光軸Ａ上から第４レンズ群Ｌ４と略同位置に退避する。

レンズ鏡筒１の像側端部に配置されるＣＣＤ台３は、略中央部にＣＣＤ４を保持する略円板状の部材である。ＣＣＤ４は、上記レンズ群Ｌ１〜Ｌ４を通過した被写体光を電気信号に変換する光−電気変換素子である。ＣＣＤ４は、第４レンズ群Ｌ４の出射側に配置され、このＣＣＤ４と第４レンズ群Ｌ４との間には、モアレを低減するためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６が設けられている。

固定筒６は、像側の端部がＣＣＤ台３に固定された筒体である。固定筒６の内周面６ａには、後述するメスヘリコイド１８が設けられ、また、固定筒６の一部分には、図示しない駆動源に連結されたギア１９が配置されている。

移動筒７は、固定筒６から繰り出し可能な第１の移動筒２１、第２の移動筒２２及び第３の移動筒２３を有している。第１の移動筒２１は、固定筒６の内径側に収納されており、上述した図示しない駆動源によって回転されるギア１９により回転力を得て、固定筒６に対して光軸Ａ方向に駆動される筒体である。この第１の移動筒２１の外周面２１ａには、後述するオスヘリコイド２４が設けられている。第２の移動筒２２は、第１の移動筒２１の内径側に収容された筒体であり、第１の移動筒２１に対して光軸方向に進退動作が可能となっている。第３の移動筒２３は、第２の移動筒２２の内径側に収容された筒体であり、第２の移動筒２２に対して光軸方向に進退動作が可能となっている。

第１保持部１１は、第１レンズ群Ｌ１をその内径側に保持する円環状の枠体であり、第３の移動筒２３の光軸方向被写体側の端部近傍に設けられている。第２保持部１２は、第２レンズ群Ｌ２を支持する部分であり、第３の移動筒２３の内径側に挿入されている。第２保持部１２は、公知の像ブレ補正制御に応じて第２レンズ群Ｌ２を光軸Ａに直交する面内で駆動し、ＣＣＤ４の撮像面に結像される像の像ブレを低減する図示しない像ブレ補正装置を備えている。第３保持部１３は、第３レンズ群Ｌ３を支持する。

次に、固定筒６及びメスヘリコイド１８について詳述する。図４はメスヘリコイド１８が設けられた固定筒６を、展開し、外側から見た透視図である。なお、説明の便宜のため、メスヘリコイド１８は実線で示す。図中上側（ｚプラス側）が被写体側、下側（ｚマイナス側）が像側である。なお、以下、メスヘリコイド１８とオスヘリコイド２４の形状については、特に限定しない限り、この展開図における形状について説明するものとする。

固定筒６は、内周面６ａの中央部において、互いに周方向において６０度の間隔で設けられ、第１のリードを有する６条のメスヘリコイド１８ａが設けられた繰り出し領域Ｚ１と、その被写体側に位置し、互いに周方向において１２０度の間隔で設けられ且つ第１のリードより小さな第２のリードを有する３条のメスヘリコイド１８ｂが設けられたワイド−テレ領域Ｚ２と、繰り出し領域Ｚ１の像側に位置し、互いに周方向において１２０度の間隔で設けられ且つワイド−テレ領域Ｚ２と同じく第１のリードより小さな第２のリードを有するメスヘリコイド１８ｃが設けられた沈胴領域Ｚ３と、を備える。

繰り出し領域Ｚ１の６条のメスヘリコイド１８ａのうちの、１つおきとなる３条のメスヘリコイド１８ａ１は、その一端においてワイド−テレ領域Ｚ２の３条のメスヘリコイド１８ｂと連続し、その他端において沈胴領域Ｚ３の３条のメスヘリコイド１８ｃと連続し、展開図上で直線が２箇所で折れ曲がった形状を有する３条の長メスヘリコイド２５を形成している。また、繰り出し領域Ｚ１の６条のメスヘリコイド１８のうちの他のメスヘリコイド１８ａ２は、ワイド−テレ領域Ｚ２及び沈胴領域Ｚ３のメスヘリコイド１８ｂ及び１８ｃと連続せずに、展開図上で直線状の３本の短メスヘリコイド２６を形成している。

短メスヘリコイド２６の像側（図中ｚマイナス側）の端面２６ａは、長メスヘリコイド２５の沈胴領域Ｚ３の部分１８ｃの第２のリードと同じ傾きを有し、すなわち部分１８ｃと展開図上で平行である。また、短メスヘリコイド２６の被写体側（図中ｚプラス側）の端面２６ｂも、長メスヘリコイド２５のワイド−テレ領域Ｚ２の部分１８ｂの第２のリードと同じ傾きを有し、すなわち部分１８ｂと展開図上で平行である。更に、固定筒６の内周面６ａの被写体側（図中ｚプラス側）には、固定筒６の端縁に沿ってリブ部２８が設けられている。長メスヘリコイド２５の被写体側（図中ｚプラス側）端面２５ａは、そのリブ部２８に沿うように形成されてリブ部２８と接している。

次に、オスヘリコイド２４について詳述する。図５は、メスヘリコイド１８にオスヘリコイド２４が螺合した状態を示した沈胴状態における図である。オスヘリコイド２４は、内周面６ａにおいて互いに６０度の間隔となるように６つ設けられている。そのうちの１つおきとなるオスヘリコイド２４ａは、展開図上で、互いに平行な３組の直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）３０ａ，３０ｂと、３１ａ，３１ｂと、３２ａ，３２ｂとで囲まれた周方向に細長い６角形である。また、オスヘリコイド２４ｂも、展開図上で、互いに平行な３組の直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）４０ａ，４０ｂと、４１ａ，４１ｂと、４２ａ，４２ｂとで囲まれた周方向に細長い６角形である。そのうちの直線３１ａ，３１ｂ及び直線４１ａ，４１ｂは、繰り出し領域Ｚ１のメスヘリコイド１８ａと展開図上で平行(即ち、実際の円筒上で互いに等しいリード）である。また、直線３０ａ，３０ｂ及び直線４０ａ，４０ｂは、ワイド−テレ領域Ｚ２及び沈胴領域Ｚ３のメスヘリコイド１８ｂ及び１８ｃと展開図上で平行(即ち、実際の円筒上で互いに等しいリード）である。さらに、展開図上で互いに平行な直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）３２ａ，３２ｂ及び４２ａ，４２ｂは、固定筒６の端部、すなわちリブ部２８と平行である。そして、隣り合うオスヘリコイド２４ａ，２４ｂは、同形であるが点対称となるように配置されている。

また、オスヘリコイド２４ａ，２４ｂの直線３１ａと３１ｂとの間の距離、及び直線４１ａと４１ｂとの間の距離は、繰り出し領域Ｚ１における長メスヘリコイド２５（１８ａ）と短メスヘリコイド２６との間の距離、すなわちピッチよりわずかに狭い。また、オスヘリコイド２４ａ，２４ｂの、展開図上で互いに平行な直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）３０ａと３０ｂとの間、また展開図上で互いに平行な直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）４０ａと４０ｂとの間の距離は、ワイド−テレ領域Ｚ２における長メスヘリコイド２５(１８ｂ)間の距離、すなわちピッチよりわずかに狭い。

次に、レンズ鏡筒１の動作について説明する。図５で示すように、沈胴状態では、６つのオスヘリコイド２４のうちの１つおきとなるオスヘリコイド２４ａにおける、線３０ａを含む像側フランク面は、長メスヘリコイド２５の沈胴領域Ｚ３での第２のリードを有する部分１８ｃの被写体側フランク面２５ｂと接している。また、線３０ｂを含む被写体側フランク面は、短メスヘリコイド２６の像側端面２６ａと接している。他方のオスヘリコイド２４ｂの直線４０ｂを含む被写体側フランク面は、長メスヘリコイド２５の沈胴領域Ｚ３での第２のリードを有する部分１８ｃの像側フランク面２５ｃと接している。

沈胴状態において図示しない電源スイッチがオン操作されると、駆動源により図１で示すギア１９が回転する。そうすると第１の移動筒２１が固定筒６に対して回転を開始する。図６は沈胴状態からレンズ鏡筒１がワイド位置まで繰り出される途中でのメスヘリコイド１８とオスヘリコイド２４との螺合状態を示した図である。図７はその斜視図を示した図である。図示するように、オスヘリコイド２４ａは、長メスヘリコイド２５の繰り出し領域Ｚ１における部分１８ａのフランク面２５ｆと短メスヘリコイド２６のフランク面２６ｃとによって、展開図上で互いに平行な１組の直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）３１ａ，３１ｂを含むフランク面のそれぞれがガイドされている。また、オスヘリコイド２４ｂも、長メスヘリコイド２５の繰り出し領域Ｚ１における部分１８ａのフランク面２５ｆと短メスヘリコイド２６のフランク面２６ｃとによって、展開図上で互いに平行な１組の直線(即ち、実際の円筒上で互いにリードが等しい螺線）４１ａ，４１ｂを含むフランク面のそれぞれがガイドされている。そして、第１の移動筒２１の回転によって、第１の移動筒２１は固定筒６に対して被写体方向（図中ｚ方向）に繰り出していく。この際、繰り出し領域Ｚ１においては、メスヘリコイド１８(１８ａ)の第１のリードが沈胴領域Ｚ３の第２のリードより大きいため、同じ回転量であっても第１の移動筒２１の光軸Ａ方向の移動量は沈胴領域Ｚ３よりも大きい。

図８は、図２に示すワイド状態でのメスヘリコイド１８とオスヘリコイド２４との螺合状態を示した図であり、図９はその斜視図を示した図である。図示するように、オスヘリコイド２４ａの直線３０ａを含む像側フランク面は長メスヘリコイド２５の被写体側のフランク面２５ｄと接する。またオスヘリコイド２４ｂの直線４０ｂを含む被写体側フランク面は、長メスヘリコイド２５の像側フランク面２５ｅと接し、また線４０ａを含む像側フランク面は、短メスヘリコイド２６の被写体側端面２６ｂと接している。

このように、オスヘリコイド２４が繰り出してワイド状態へ移行する際に、メスヘリコイド１８の６条の螺合は、３条の螺合になるが、オスヘリコイド２４ａは長メスヘリコイド２５の被写体側フランク面２５ｄと接してガイドされ、オスヘリコイド２４ｂは短メスヘリコイド２６の被写体側端面２６ｂ及び長メスヘリコイド２５の像側フランク面２５ｅと接してガイドされるため、繰り出し領域Ｚ１からワイド−テレ領域Ｚ２への移行がスムーズに行われる。

図１０は、図３に示すテレ状態でのメスヘリコイド１８とオスヘリコイド２４との螺合状態を示した図である。図示するように、オスヘリコイド２４ａの直線３０ａを含む像側フランク面は長メスヘリコイド２５のワイド−テレ領域Ｚ２の部分１８ｂの被写体側フランク面２５ｄと接し、オスヘリコイド２４ｂの直線４０ｂを含む被写体側フランク面は、長メスヘリコイド２５のワイド−テレ領域Ｚ２の部分１８ｂの像側フランク面２５ｅと接している。

このように、ワイド−テレ領域Ｚ２においては、メスヘリコイド１８の第２のリードは、繰り出し領域Ｚ１の第１のリードより小さいため、第１の移動筒２１の回転量に対する光軸Ａ方向の移動量は繰り出し領域Ｚ１と比べると小さくなる。そしてテレの端部においては、固定筒６の内周面６ａにリブ部２８が設けられているため、オスヘリコイド２４はリブ部２８によって抑えられ、第１の移動筒２１が固定筒６より外れることがない。

以上、本実施形態によると以下の効果がある。
（１）固定筒６の内周面６ａに、メスヘリコイド１８が第１のリードを有する繰り出し領域Ｚ１と、第２のリードを有する沈胴領域Ｚ３及びワイド−テレ領域Ｚ２とを設け、第２のリードを有する沈胴領域Ｚ３及びワイド−テレ領域Ｚ２におけるメスヘリコイド１８の条数が３で、第１のリードを有する繰り出し領域Ｚ１におけるメスヘリコイドの条数６よりも少ない。このように、メスヘリコイド１８のピッチが狭くなるワイド−テレ領域Ｚ２や沈胴領域Ｚ３のようなリードが小さい領域において、メスヘリコイド１８の条が６から３と少なくなるため、レンズ鏡筒１が小型化されても製造が容易である。また、メスヘリコイド１８の条数が少なくなるため、限られたスペースに形成すべきメスヘリコイド１８の数が減少し、メスヘリコイド１８の幅を太く形成することもできる。さらにスペース的に余裕ができるため、オスヘリコイド２４の幅も太くすることができる。したがって、光軸方向に力が加わった場合等におけるヘリコイドの強度を向上させることができる。
（２）リードが小さい沈胴領域Ｚ３及びワイド−テレ領域Ｚ２においてメスヘリコイド１８の条数は少ないが、短メスヘリコイド２６の端面２６ａ，２６ｂを利用して、その端面２６ａ，２６ｂと長メスヘリコイド２５により、繰り出し領域Ｚ１からの移行時にオスヘリコイド２４をガイドする構造としたため、条数が少なくとも、安定した移行が可能となる。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、固定筒６の内周面６ａにメスヘリコイド１８を形成し、また第１の移動筒２１の外周面２１ａにオスヘリコイド２４を形成したが、これに限定されない。たとえば、筒体は両方とも移動筒であってもよい。また、オスヘリコイドを内周面に形成し、メスヘリコイドを外周面に形成することもできる。
（２）本実施形態では、メスヘリコイドを、沈胴領域Ｚ３及びワイド−テレ領域Ｚ２において３条、繰り出し領域Ｚ１において６条の構成にしたが、これに限定されない。例えば、沈胴領域Ｚ３およびワイド−テレ領域Ｚ２において４条、繰り出し領域Ｚ１において８条等の構成にしてもよい。また、ヘリコイドの条数は、少ない領域と、多い領域とが１：２の関係でなくともよく、２：３等他の比率であってもよい。
（３）また、本実施形態では、沈胴領域Ｚ３及びワイド−テレ領域Ｚ２において短メスヘリコイド２６の端面２６ａ，２６ｂを利用したが、これに限定されず、長メスヘリコイド２５のみでオスヘリコイド２４をガイドする構成であってもよい。
（４）本実施形態では、オスヘリコイド２４は互いに隣接するオスヘリコイド２４ａ，２４ｂ同士が点対称となっているが、これに限定されず、メスヘリコイド１８によってガイドしうる形であれば点対称でなくともよい。

Claims (4)

1. 第１の面に第１のヘリコイドが設けられた第１の筒体と、
   前記第１の面に対向する第２の面に第２のヘリコイドが設けられた第２の筒体と、
   を備えるレンズ鏡筒であって、
   前記第１の筒体は、前記第１の面において、前記第１のヘリコイドが第１のリードを有する第１の領域と、前記第１のヘリコイドが前記第１のリードより小さい第２のリードを有する第２の領域とを備え、前記第２のリードを有する第１のヘリコイドの条数が、前記第１のリードを有する前記第１のヘリコイドの条数よりも少なく、
   前記第１のヘリコイドは、前記第１の領域と前記第２の領域とで連続して形成され、前記第１のリードを有する部分及び前記第２のリードを有する部分を備える長ヘリコイドと、前記第１の領域に存在し、前記第１のリードのみを有する短ヘリコイドと、
   から構成され、
   前記第２のヘリコイドが、平面上に展開した状態において、互いに平行な２辺を含むフランク面を少なくとも二組備え、
   前記第１の領域では、前記短ヘリコイドのフランク面と前記長ヘリコイドの第１のリードを有する部分のフランク面とによって前記第２のヘリコイドの一組の平行な２辺を含むフランク面がそれぞれガイドされ、
   前記第１の領域と前記第２の領域との間の移行領域では、前記長ヘリコイドの第２のリードを有する部分のフランク面と前記短ヘリコイドの端面とで、前記第２のヘリコイドの他の一組の平行な２辺を含むフランク面がそれぞれガイドされることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記第２の領域における前記第１のヘリコイドの条数に対し、前記第１の領域における前記第１のヘリコイドの条数が整数倍であることを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１または２に記載のレンズ鏡筒であって、
   前記第１の領域の両側に、互いに等しいリードを有する第２の領域が設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。