JP5506271B2

JP5506271B2 - レンズ鏡筒

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Publication number: JP5506271B2
Application number: JP2009177266A
Authority: JP
Inventors: 健一片野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP2011033667A; CN101988981A; CN101988981B; US8218255B2; US20110026143A1

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関する。

特許文献１は、実施例において、カム筒に一対のカム溝を設け、直進筒に一対のカムフォロアを設け、一対のカム溝を交差させたレンズ鏡筒を開示している。このレンズ鏡筒は沈胴時には各カムフォロアが対応するカム溝に係合しているが、撮影時には後方カムフォロアが前方カム溝に係合し、前方カムフォロアはカム溝から外れる。このため、カムフォロアに案内されるレンズ群の移動量をカム筒の光軸方向の長さよりも大きく設定することができる。

特開２００４−０８５９３４号公報

しかしながら、特許文献１は、撮影時に一方のカムフォロアがカム溝から外れるためにレンズ群の移動が不安定となるおそれがある。

本発明は、レンズ群の移動の安定性と小型化を両立する撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、レンズを保持するホルダと、前記ホルダと係合して前記ホルダの光軸方向への移動を規定するカム溝及び前記カム溝の一部を有して像面に向かって前記光軸方向に突出する張り出し部を備えるカム筒と、前記ホルダの直進案内を行う直進溝が設けられた円筒部及び前記円筒部の前記像面側の端面に設けられたフランジ部を備え、該フランジ部に前記光軸方向に垂直な方向に切り欠かれた切欠部が形成された直進筒と、を有し、前記カム筒は、該カム筒の円周方向に延びる第１の係合溝及び第２の係合溝と、前記第１の係合溝及び前記第２の係合溝に接続されて前記円周方向に対して傾斜した傾斜溝とを備え、前記直進筒の前記円筒部には、前記第１の係合溝、前記第２の係合溝及び前記傾斜溝に係合する係合部が形成されており、撮影状態では、前記係合部が前記第１の係合溝に係合し、前記カム筒の前記張り出し部が前記フランジ部の前記切欠部から退避した状態で前記カム筒と前記直進筒とが前記光軸方向に一体で移動し、前記撮影状態から沈胴状態に移行する際に前記係合部が前記傾斜溝内を移動することで前記張り出し部が前記切欠部に挿入され、前記沈胴状態では前記係合部が前記第２の係合溝に係合する。そして、前記直進筒の前記円筒部において、前記直進溝は該直進筒の円周方向における前記切欠部が設けられておらず前記フランジ部が設けられた位相に設けられ、前記係合部は該円周方向における前記切欠部が設けられた位相に設けられていることを特徴する。

本発明は、レンズ群の移動の安定性と小型化を両立する撮像装置を提供することができる。

本実施例の撮像装置の斜視図である。図１に示すレンズ鏡筒ユニットの斜視図である。図２に示すレンズ鏡筒ユニットの分解斜視図である。図２に示すレンズ鏡筒ユニットの撮影状態の断面図である。図２に示すレンズ鏡筒ユニットの沈胴状態の断面図である。図１に示すレンズ鏡筒のカム筒と直進筒の斜視図である。図６に示すカム筒と直進筒の沈胴状態の側面図である。図６に示すカム筒と直進筒の撮影状態の側面図である。図６に示すカム筒の展開図である。

図１は、本実施例の撮像装置（デジタルカメラ）の斜視図である。図１に示すように、撮像装置は、カメラ本体１とレンズ鏡筒ユニット２を有する。レンズ鏡筒ユニット２は、撮影時にカメラ本体１から繰り出し（突出し）、収納時にカメラ本体１に繰り込む（沈胴する）沈胴式の鏡筒である。

図２はレンズ鏡筒ユニット２の斜視図、図３はレンズ鏡筒ユニット２の分解斜視図、図４はレンズ鏡筒ユニット２の撮影状態の断面図、図５はレンズ鏡筒ユニット２の沈胴状態の断面図である。

レンズ鏡筒ユニット２は１群筒ユニット１０、２群筒ユニット及び３群筒ユニットを有する二段沈胴式であり、撮影時と沈胴時で図３〜図５に一点鎖線で示す光軸方向の長さを変化させることができる。レンズ鏡筒ユニット２は、被写体側から像面側に順に、１群レンズ１１、２群レンズ２０及び３群レンズ９０からなる３群の撮影レンズ群で構成される。１群レンズ１１は１群筒ユニット１０の１群筒１２に、２群レンズ２０は２群筒ユニットの２群ホルダ２１に、３群レンズ９０は３群筒ユニットの３群ホルダ９１に保持されている。

１群筒ユニット１０は、１群筒１２、１群カバー１３、バリア羽根１４、１群キャップ１５を有する。１群筒１２の外周端部には１２０度の等間隔で３つのカムピン１６が径方向に突出している。カムピン１６は、後述するカム筒３０のカム溝３３に係合する。バリア羽根１４はレンズ鏡筒ユニット２の動作に連動して図４に示す撮影状態では開口Ｐを開き、図５に示す沈胴状態では開口を閉じる。

２群筒ユニットはバヨネット結合されたカム筒３０と直進筒４０とを有し、カム筒３０には２群ホルダ２１が係合している。即ち、２群ホルダ２１の外周には、１２０度の等間隔で配置されて径方向に突出する３つのカムピン２２が設けられ、カムピン２２は、後述するカム筒３０のカム溝３４に係合する。このカムピン２２と係合するカム溝３４の形状により、２群ホルダ２１は光軸方向への移動が規定される。また、バヨネット結合によりカム筒３０と直進筒４０は光軸方向に共に移動する。

図６はカム筒３０と直進筒４０の拡大斜視図であり、カム筒３０の一部を破断して示している。図７は沈胴状態のカム筒３０と直進筒４０の側面図であり、図８は撮影状態のカム筒３０と直進筒４０の側面図である。

カム筒３０は、図６に示すように、キャップ３１と円筒部３２を有する。

キャップ３１は断面Ｌ字形状を有し、カム筒３０の１群筒ユニット１０側の先端部に設けられる。キャップ３１は、円筒部３２の１群筒ユニット１０側の上面を覆う前部３１ａと、円筒部３２の１群筒ユニット１０側の側面の一部を覆う側部３１ｂと、を有する。

円筒部３２は、中央部３２ａ、端部３２ｂ及び張り出し部３２ｃを有する。

中央部３２ａの１群筒ユニット１０側の側面端部にはキャップ３１の側部３１ｂが取り付けられる段差が設けられて側部３１ｂの外面と円筒部３２の中央部３２ａの外面とが同一の高さになるように構成されている。

図９は、カム筒３０の円筒部３２の内面を円周方向に展開した平面図である。同図に示すように、円筒部３２の内面には、カム溝３３及び３４が円周方向に３本ずつ設けられている。また、円筒部３２の内面には、円周方向に亘って係合溝（第１の係合溝）３５が設けられている。

カム溝３３には１群筒ユニット１０のカムピン１６が係合し、カム溝３３は１群筒ユニット１０の、２群ホルダの光軸方向への移動（量）を規定（制御）する。カム溝３４には２群ホルダ２１のカムピン２２が係合し、カム溝３４は２群ホルダ２１の光軸方向への移動（量）を制御する。カム筒３０の回転と直進筒４０の回転規制により、１群筒ユニット１０と２群ホルダ２１は光軸方向へ進退可能となっている。カム溝３３とカム溝３４は異なる形状を有し、互いに重ならないように配置されている。カム溝３４の一部は張り出し部３２ｃにも延びている。

係合溝３５は円筒部３２の円周方向に延びているが、その一部に、１２０度間隔で配置された傾斜溝３６とホーム部（第２の係合部）３７とを有する。係合溝３５には、後述する直進筒４０の係合部４２が係合する。傾斜溝３６は、カム筒３０と直進筒４０の光軸方向の相対位置が変化することを可能にするために、係合溝３５とは異なり、図９に示す円周方向（長手方向）と平行ではなく傾いている。また、カム筒３０において、係合溝３５はカム溝３３及び３４と交差するように設けられており、傾斜溝３６およびホーム部３７はカム溝３３及び３４と交差しないように設けられている。

端部３２ｂは、円筒部３２の３群筒ユニット側に設けられ、中央部３２ａよりも径方向に突出して段差を形成している。カム溝３３は中央部３２ａの内面に設けられているが、カム溝３４の一部は、図６に示すように、端部３２ｂの一部にも延びる（と共に図９に示すように張り出し部３２ｃにも延びている）。

端部３２ｂの外面には１２０度の等間隔で配置された３つの駆動ピン３８と、１２０度の等間隔で配置された３つのカムピン３９が設けられている。駆動ピン３８は回転筒６０のキー溝６１と係合し、カム筒３０は回転筒６０と共に回転する。カムピン３９は固定筒７０のカム溝７１と係合し、カム溝７１の軌跡に倣ってカム筒３０が光軸方向へ移動する。

３つの張り出し部３２ｃが、端部３２ｂの端部から光軸方向に沿って３群筒ユニット側（像面側）に突出している。張り出し部３２ｃは、直進筒４０の対応する切欠部４８に挿入及び退避可能である。図９に示すように、張り出し部３２ｃにはカム溝３４の一部が延びている。図９においては、張り出し部３２ｃは台形形状を有し、張り出し部３２ｃを除いたカム筒３０の光軸方向の長さは図９のＬである。本実施例では、後述するように、張り出し部３２ｃの光軸方向の長さ分（図９に示すＬ１）だけによる光軸方向におけるカム筒３０の長さ（従って、レンズ鏡筒ユニット２の長さ）を短縮している。

直進筒４０は２群ホルダ２１（即ち、レンズ２０）の直進案内を行う。また、直進筒４０は、カム筒３０の動作に連動して光軸方向へ移動し、１群筒１２と２群ホルダ２１の回転を規制する。直進筒４０は、図６に示すように、２群ホルダ２１の直進案内を行う直進溝４９が形成された円筒部４１と、円筒部４１の３群筒ユニット側（像面側）の端部に設けられて円筒部４１から径方向の外側に突出した複数の（本実施例では３つの）フランジ部４５と、３つのフランジ部４５の間に形成された３つの切欠部４８と、を有する。当該フランジ部４５はこの切欠部４８により、スペースが設けられている。

円筒部４１はカム筒３０に挿入される。円筒部４１の外周面には１２０度の等間隔で配置された３つの突起状の係合部４２が形成され、係合部４２はカム筒３０の係合溝３５と係合する。この係合により、カム筒３０と直進筒４０は、光軸方向へ共に移動する。上述したように、傾斜溝３６を有する係合溝３５に直進筒４０の係合部４２がガイドされることにより、カム筒３０と直進筒４０の光軸方向の相対位置が変化する。ここで、図６に示すように、円筒部４１において、直進溝４９は直進筒４０の円周方向における切欠部４８が設けられておらずフランジ部４５が設けられた位相に設けられ、係合部４２は該円周方向における切欠部４８が設けられた位相に設けられている。

フランジ部４５は、固定筒７０と係合して固定筒７０の回転を規制する三対の直進キー４６を有する。本実施例では、フランジ部４５の光軸方向の厚さが上述した張り出し部３２ｃの光軸方向の長さに対応する。両者は必ずしも同一でなくてもよい。

３群筒ユニットはカバー筒５０、回転筒６０、固定筒７０及び撮像素子ユニット８０を有する。固定筒７０の外側にはカバー筒５０と回転筒６０が配置される。撮像素子ユニット８０は、撮像素子８１、３群ホルダ９１、モータ９３等を保持する。

カバー筒５０は、回転筒６０と、撮像素子８１を保持するホルダ８２と共にビス等で固定され、カメラ本体１に保持される。図２に示すように、ホルダ８２はズーム動作の駆動源であるモータ９３と、モータ９３からの動力を伝達するギア列９４を保持している。ギア列９４は回転筒６０の外面に円周方向に設けられたギア６２とかみ合い、回転筒６０は固定筒７０の外周を光軸周りに回転する。

以下、レンズ鏡筒ユニット２の繰り出し及び繰り入れ動作について説明する。

まず、沈胴状態においては、図５及び図７に示すように、カム筒３０の張り出し部３２ｃが直進筒４０の切欠部４８により設けられたスペースに進入する。沈胴状態は、図９において、係合部４２とフランジ部４５は点線で示す（Ａ）のスペースの位置にある。即ち、係合部４２はホーム部３７にあり、フランジ部４５はカム筒３０の円周方向に置いて張り出し部３２ｃと隣り合っている。本実施例は、張り出し部３２ｃを切欠部４８に挿入することによってレンズ鏡筒ユニット２の光軸方向の長さがＬ１だけ短縮している。

もし、図９において張り出し部３２ｃを設けなければ、カム溝３４の張り出し部３２ｃに対応する部分が切れることになるから、カム溝３４とカムピン２２の係合が不安定になって２群レンズ９０の移動が不安定になる。一方、もし図９において、カム筒３０の３群筒ユニット側の端面を張り出し部３２ｃの点線で示す端面位置にするとカム溝３４とカムピン２２の係合は安定するがカム筒３０の光軸方向の長さはＬ+Ｌ１となり、小型化が阻害される。

次に、沈胴状態から、図４及び図８に示す撮影状態に移行する。撮影状態は、図９において、係合部４２とフランジ部４５は実線で示す（Ｂ）の位置にある。即ち、係合部４２は、係合溝３５に移動し、フランジ部４５は光軸方向において隣り合っている。これにより、切欠部４８により設けられたスペースに張り出し部３２がない状態になる。

係合溝３５は円周方向に延びているため、もし沈胴状態において係合部４２が係合溝３５にある場合には沈胴状態から撮影状態へ移行する過程で係合部４２のカム筒３０内における光軸方向における高さ（位置）が変化しないことになる。係合部４２とフランジ部４５の位置関係は固定であるから、係合部４２の位置が変化しなければフランジ部４５の位置も変化せずに、図９において係合部４２が点線位置から実線位置に移動すると、張り出し部３２ｃに衝突することになる。

そこで、本実施例は、係合溝３５に接続されて円周方向に対して傾斜した傾斜溝３６を設けている。そして、係合部４２は沈胴状態から撮影状態へ移行する過程で傾斜溝３６を通過してカム筒３０における光軸方向の位置が変更される。沈胴状態では、カム筒３０のカム溝３４の一部を有する張り出し部３２ｃがフランジ部４５の切欠部４８に設けられたスペースにある。また、撮影状態では、切欠部４８に設けられたスペースに張り出し部がない。図９においては、係合部４２は、図９において点線位置から実線位置に移動する際に、傾斜溝３６の光軸方向の高さ分だけ右側に移動する。この結果、この高さ分だけフランジ部４５も右側に移動する。この結果、カム筒３０と直進筒４０が光軸方向へ相対移動可能である。カム筒３０と直進筒４０が光軸方向へ相対移動するため、張り出し部３２ｃはフランジ部４５に衝突することなく、フランジ部４５の前方へ移動する。この高さ分は本実施例では上述のＬ１に相当する。

沈胴状態から撮影状態に移行する際に、カム溝３３とカムピン１６の係合、カム溝３４とカムピン２２の係合は共に外れることはない。このため、特許文献１のようにカムピン（カムフォロア）とカム溝との係合が解除されないためにレンズ群の移動は安定する。

なお、本実施例は、係合部４２を傾斜溝３６と係合可能に構成しているが、本発明はこれに限定されず、別の係合方法（カム溝とカムピンでの係合、ボールフォロアの使用など）にも適用することができる。

撮像装置は、被写体の撮像に適用することができる。

２レンズ鏡筒ユニット
２０２群レンズ
２１２群ホルダ
３０カム筒
３２ｃ張り出し部
３４カム溝
３５係合溝
３６傾斜溝
４０直進筒
４２係合部
４５フランジ部
４８切欠部

Claims

レンズを保持するホルダと、
前記ホルダと係合して前記ホルダの光軸方向への移動を規定するカム溝及び前記カム溝の一部を有して像面に向かって前記光軸方向に突出する張り出し部を備えるカム筒と、
前記ホルダの直進案内を行う直進溝が設けられた円筒部及び前記円筒部の前記像面側の端面に設けられたフランジ部を備え、該フランジ部に前記光軸方向に垂直な方向に切り欠かれた切欠部が形成された直進筒と、を有し、
前記カム筒は、該カム筒の円周方向に延びる第１の係合溝及び第２の係合溝と、前記第１の係合溝及び前記第２の係合溝に接続されて前記円周方向に対して傾斜した傾斜溝とを備え、
前記直進筒の前記円筒部には、前記第１の係合溝、前記第２の係合溝及び前記傾斜溝に係合する係合部が形成されており、
撮影状態では、前記係合部が前記第１の係合溝に係合し、前記カム筒の前記張り出し部が前記フランジ部の前記切欠部から退避した状態で前記カム筒と前記直進筒とが前記光軸方向に一体で移動し、
前記撮影状態から沈胴状態に移行する際に前記係合部が前記傾斜溝内を移動することで前記張り出し部が前記切欠部に挿入され、
前記沈胴状態では前記係合部が前記第２の係合溝に係合し、
前記直進筒の前記円筒部において、前記直進溝は該直進筒の円周方向における前記切欠部が設けられておらず前記フランジ部が設けられた範囲に設けられ、前記係合部は該円周方向における前記切欠部が設けられた範囲に設けられていることを特徴するレンズ鏡筒。
前記カム筒において、前記第１の係合溝は前記カム溝と交差するように設けられており、前記傾斜溝および前記第２の係合溝は前記カム溝と交差しないように設けら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。