JP5573026B2 - レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents
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Description
請求項2の発明は、請求項1に記載のレンズ鏡筒であって、前記第1直進ガイドは、前記外側カム溝と嵌合するカムピンが設けられた面とは反対側の面で前記第1レンズ保持部と係合して、前記第1レンズ保持部の回転を規制すること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒であって、前記第1直進ガイドと前記第2直進ガイドとは、互いに固着されていること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒であって、前記第1直進ガイドと前記第2直進ガイドとは、一部品であること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒であって、前記第1直進ガイド及び前記第2直進ガイドを直進ガイドする第3直進ガイドを備え、前記第2直進ガイドは、光軸方向と平行に延び、前記第2レンズ保持枠をガイドする第2延在部を有し、前記第3直進ガイドは、光軸方向と平行に延び、前記第2直進ガイドをガイドする、第3延在部を備え、前記第3直進ガイドは、前記接続部に設けられたガイド部で前記第1直進ガイド及び前記第2直進ガイドを直進ガイドし、前記第2延在部と前記第3延在部とは、少なくとも一部が、光軸を中心とした径方向において重なって配置されていること、を特徴とするレンズ鏡筒である。
請求項6の発明は、請求項1〜5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。
図1は、撮影待機状態におけるカメラ1の縦断面を概念的に示す図である。図2は、図1におけるA−A断面図である。図3は、図1におけるB−B断面図である。図4は、カメラ1のレンズ鏡筒3のテレ端における一部断面斜視図である。図5は、レンズ鏡筒3の伸縮作動状態を説明する概念図であって、(a)は沈胴状態,(b)は撮影待機状態(ワイド端),(c)は最伸長状態(テレ端)をそれぞれ示す。
レンズ鏡筒3は、不使用時にはボディ部2に没入し、使用時にはボディ部2から突出し、さらに焦点距離を変化(ズーミング)させることのできる、いわゆる沈胴式のズームレンズである。つまり、レンズ鏡筒3は、電源が不投入の非撮影状態においては図5(a)に示すようにボディ部2の内部に収縮収容され、電源が投入されると図5(b)に示すようにボディ部2の前面側に突出して撮影待機状態となる。本実施形態の構成では、撮影待機状態はズームにおけるワイド端に設定されている。レンズ鏡筒3は、このワイド端である撮影待機状態から、図5(c)に示すテレ端まで伸長する。
なお、本発明は、デジタルカメラに限定されるものではなく、たとえばフィルムを用いるスチルカメラにも適用可能である。
センサユニット4は、CCD等の撮像素子4Aを備えている。センサユニット4は、撮像素子4Aの撮像面がレンズ鏡筒3の光軸OAと直交する姿勢で、ボディ筐体2Aに固定されている。センサユニット4は、レンズ鏡筒3によって撮像素子4Aの撮像面に結像された画像を電気信号に変換して出力する。
図6は、レンズ鏡筒3における直進ガイド筒20を斜め前面側から見た斜視図である。図7は、直進ガイド筒20を構成する2群直進ガイド基部80の斜視図である。
固定筒60の内周面には、カム外筒30の移動を案内する直進溝61と、カム外筒30を移動駆動するヘリコイド溝62とが、形成されている。直進溝61は、光軸OAと平行に(Z軸方向に)延設されている。ヘリコイド溝62は、光軸OAに対して所定の角度を有して(周方向において光軸OA方向の位置が変位する螺旋状に)形成されている。直進溝61とヘリコイド溝62とは、たとえば、それぞれ周方向に二条ずつ形成されている。
ヘリコイド溝62には、カム外筒30の外周に突設された駆動ピン31が摺動移動可能に嵌合している。
カム外筒30の外周には、ヘリコイド溝62に摺動移動可能に嵌合する駆動ピン31が突設されている。
カム外筒30の内周面には、カム内筒40を移動駆動するカム溝32と、カム内筒40の移動を案内する直進連動溝33とが形成されている。
直進連動溝33は、光軸OAと平行に形成されている。直進連動溝33は、周方向に所定間隔で2条形成されている。直進連動溝33には、後述するカム内筒40に植設された連動ピン43が摺動移動可能に嵌合している。
カム外筒30の背面側の端部には、端面板70が設けられている。端面板70は、カム外筒30の端部に、光軸OA方向に相対移動不能且つ相対回転は可能として設けられている。
また、端面板70は、その前面側に後述するカム内筒40の移動を案内する直進ガイド72を備えている。
カム外筒30は、回転駆動されることによって、固定筒60のヘリコイド溝62によって駆動ピン31を介して移動操作され、ヘリコイド溝62の変位に従って光軸OA方向に移動する。一方、端面板70は、直進ガイド72が固定等60の直進溝61に規定されるため、回転することなくカム外筒30に伴って光軸OA方向に移動する。つまり、カム外筒30は回転しつつ直進し、端面板70は回転することなく直進する。
直進ガイド筒20の外周には、カムピン21が突設されている。カムピン21は、周方向に所定間隔で3カ所設けられている。各カムピン21は、それぞれカム外筒30の内周面に形成されたカム溝32に摺動移動可能に嵌合している。
第1直進ガイド溝22は、所定幅で所定深さに形成されている。第1直進ガイド溝22は、周方向に所定間隔で3カ所設けられている。第1直進ガイド溝22には、後述する第1レンズ保持枠10における直進突起11が摺動移動可能に嵌合している。
2群直進ガイド81は、周方向に等間隔で2カ所(すなわち180°間隔)に設けられている。一方の2群直進ガイド81Aは、周方向に所定幅の平板状に形成されている。他方の2群直進ガイド81Bは、光軸OAを中心とする円弧状であって、その幅は2群直進ガイド81Aより狭い。
2群直進ガイド81(81A,81B)は、後述する第2レンズ保持枠50における直進ガイドスリット54に、摺動移動可能に嵌合している。
2群直進ガイド基部80が直進ガイド孔83において(図中D1点)円周方向反時計周りに力Fを受けている場合、2群直進ガイド基部80は2群直進ガイド81A(図中C点)において、円周方向時計周りに力Fを受ける。このときC点とD1点(寸法l1の領域)にたわみを生じる。
仮に、直進ガイド孔83が円周方向の位置が時計回りに90度ずれていた場合のA点とD2点との間の寸法をl2とすると、l1<l2となる。C点とD2点には、その間の寸法が11であってもl2であっても力Fが掛かる。そのため、寸法lが短ければ短いほど2群直進ガイド基部80のC点とD点との間のたわみ量は小さくなる。
本実施形態において、直進ガイド孔83と2群直進ガイド81とが円周方向に重なる位置に配置されているので(即ち、C点とD2点との距離が短いため)、2群直進ガイド基部80のたわみが小さくなる。このように2群直進ガイド基部80のたわみが小さいので、カム内筒40の光軸方向の位置精度が高くなり、各レンズの光軸方向の位置精度が高くなる。
係合内縁部84は、直進ガイド筒20の背面側の端面に沿って、略矩形の断面形状で内周側に突出形成されている。係合内縁部84は、2群直進ガイド81(82A,82B)の形成域を除く領域に形成されている。係合内縁部84は、後述するカム内筒40に形成された係合溝44に、摺動移動可能に嵌合している。
本体部20Aは、所定肉厚で光軸OA方向に所定長さの円筒状の部材であって、内周面に第1直進ガイド溝22を備えている。また、本体部20Aは、背面側の内周縁に、係合突部23を備えている。係合突部23は、後述する2群直進ガイド基部80が備える係合爪85と対応する位置(周方向に3カ所)に、それぞれ周方向に所定幅で形成されている。
そして、係合爪85は、本体部20Aに対して2群直進ガイド基部80を所定位置に合致させると、先端面が本体部20Aの係合突部23に当接して腕部が内周側に弾性変形し、本体部20Aにおける係合突部23の前面側に図6に示すように係合する。
第1レンズ保持枠10の前面側には、第1レンズ群L1が装着されている。
第1レンズ保持枠10の外周には、直進突起11が突設されている。直進ガイド突起11は、直進ガイド筒20における第1直進ガイド溝22と対応して、周方向に3カ所設けられている。前述したように、直進突起11は、直進ガイド筒20の第1直進ガイド溝22に摺動移動可能に嵌合している。
また、第1レンズ保持枠10の内周には、駆動カムピン12が突設されている。駆動カムピン12は、後述するカム内筒40の外周面に形成された外周カム溝41に摺動移動可能に嵌合している。
これにより、第1レンズ保持枠10は、光軸OAを中心とした回転が規制された状態で、直進ガイド筒20の第1直進ガイド溝22に沿って光軸OA方向に移動可能に設けられている。第1レンズ保持枠10の移動操作は、後述するカム内筒40の回転に伴ってその外周カム溝41によって駆動カムピン12を介して行われるようになっている。
カム内筒40は、外周面に第1レンズ保持枠10を駆動する外周カム溝41が形成され、内周面に第2レンズ保持枠50を駆動する内周カム溝42が形成されている。つまり、カム内筒40は、その内外周面にカム溝(外周カム溝41および内周カム溝42)が形成されている。
内周カム溝42は、周方向において光軸OAの位置が所定の関係で変位するように形成されている。内周カム溝42には、後述する第2レンズ保持枠50の外周に突設されたカムピン53が摺動移動可能に嵌合している。
また、カム内筒40の背面側の端部近傍に、係合溝44が光軸OAと直交する周方向に形成されている。係合溝44には、直進ガイド筒20における係合内縁部84が、周方向には移動可能(回転可能)且つ光軸OA方向には移動不能に嵌合している。
連動ピン43は、カム内筒40の周方向に等間隔で2本(すなわち180°間隔で)設けられている。連動ピン43は、その軸方向をカム内筒40の径方向に沿って(光軸OAから放射状に)設けられている。連動ピン43は、ステンレス合金鋼等によって所定径の軸状に形成され、カム内筒40に植設(またはインサート成形)されている。なお、連動ピン43はカム内筒40と同素材で一体成形しても良い。
連動ピン43は、直進ガイド筒20の背面側に位置し、前述したようにカム外筒30の直進連動溝33に摺動移動可能に嵌合している。
つまり、カム内筒40は、カム外筒30の回転に伴って回転し、カム外筒30の回転による直進ガイド筒20の直進に伴って直進移動する。
カム外筒30に対するカム内筒40の直進方向の相対移動は、連動ピン43が直進連動溝33に沿って移動することで許容される。
カム内筒40は、その回転によって、外周側に位置する前述した第1レンズ保持枠10(第1レンズ群L1)と、内周側に位置する後述する第2レンズ保持枠50(第2レンズ群L2)の両者を、移動操作する。
円形板バネ90は、直進ガイド筒20の背面側の端面と対応する円環状に形成されている。円形板バネ90は、直進ガイド筒20と連動ピン43との間に介在し、少なくとも当該レンズ鏡筒3のズーミング範囲における直進ガイド筒20に対する連動ピン43の回動範囲において、両者の間隔を広げる方向に付勢するように形成されている。この円形板バネ90による付勢力は、カム内筒40における係合溝44に対して、直進ガイド筒20における係合内縁部84を前面側に押圧するように作用する。その結果、係合溝44と係合内縁部84との嵌合隙間は、一方側(背面側)に偏在することとなり、ズーミング作動時における両者の相対回転時のガタ付き(カム内筒40に対する直進ガイド筒20のガタ付き)が防がれる。これにより、カム内筒40と直進ガイド筒20とがガタ付くことに起因する光学性能の劣化を抑制できる。
内周部52には、第2レンズ群L2が装着されている。
外周部51の外周には、カムピン53が突設されている。カムピン53は、カム内筒40における内周カム溝42と対応して周方向に所定間隔で複数設けられている。前述したように、カムピン53は、カム内筒40における内周カム溝42に摺動移動可能に嵌合している。
直進ガイドスリット54は、2群直進ガイド81と対応する幅で、外周部51を光軸OA方向に貫通して形成されている。直進ガイドスリット54には、前述したように、2群直進ガイド81が光軸OA方向に摺動移動可能に嵌合している。
これにより、第2レンズ保持枠50は、直進ガイド筒20における2群直進ガイド81に規定されて、光軸OAを中心とした回転を規制された状態で、光軸OA方向に移動可能に設けられている。
すなわち、カム外筒30が回転駆動されると、カム外筒30は回転しつつ直進し、固定筒60から所定位置まで突出する。このカム外筒30の回転および直進に伴って、カム内筒40も回転しつつ直進する。このカム内筒40の直進により、直進ガイド筒20が直進する。また、カム内筒40の回転によって、第1レンズ保持枠10(第1レンズ群L1)と第2レンズ保持枠50(第2レンズ群L2)とが所定の関係で直進操作される。これにより、第1レンズ群Lと第2レンズ群L2とが、当該レンズ鏡筒3におけるワイド端における焦点距離の位置となる。
図4および図5(c)に示すテレ端では、第1レンズ群Lと第2レンズ群L2とが、当該レンズ鏡筒3における最長の焦点距離の位置となる。これが、レンズ鏡筒3は最も伸長した状態である。
(1)レンズ鏡筒3は、カム内筒40によって、その外周側に位置する第1レンズ保持枠10と、その内周側に位置する第2レンズ保持枠50とを移動駆動する。また、直進ガイド筒20は、その第1直進ガイド溝22が第1レンズ保持枠10の光軸OAと平行な移動をガイドし、その2群直進ガイド82が第2レンズ保持枠50の光軸OAと平行な移動をガイドする。つまり、1つの直進ガイド筒20によって、カム内筒40の内外周に位置する第1レンズ保持枠10と第2レンズ保持枠50との、光軸OAと平行な移動をガイドする。これにより、別個の部材によってそれぞれガイドする構成に比較して、部品の精度誤差の集積やガタ付きによって生ずる精度低下を防ぐことができる。従って、第1レンズ保持枠10が保持する第1レンズ群L1と、第2レンズ保持枠50が保持する第2レンズ群L2の相対位置精度を高めることができ、高い光学性能が得られる。
さらに、直進ガイド72が通るガイド孔83を、2群直進ガイド81(81A,81B)を設けるための支持腕部82に形成したことにより、以下の効果も生じる。
2群直進ガイド基部80が直進ガイド孔83において(図中D1点)円周方向反時計周りに力Fを受けている場合、2群直進ガイド基部80は2群直進ガイド81A(図中C点)において、円周方向時計周りに力Fを受ける。このときC点とD1点(寸法l1の領域)にたわみを生じる。
仮に、直進ガイド孔83が円周方向の位置が時計回りに90度ずれていた場合のC点とD2点との間の寸法をl2とすると、l1<l2となる。C点とD2点には、その間の寸法が11であってもl2であっても力Fが掛かる。そのため、寸法lが短ければ短いほど2群直進ガイド基部80のC点とD点との間のたわみ量は小さくなる。
本実施形態において、直進ガイド孔83と2群直進ガイド81とが円周方向に重なる位置に配置されているので(即ち、C点とD2点との距離が短いため)、2群直進ガイド基部80のたわみが小さくなる。このように2群直進ガイド基部80のたわみが小さいので、カム内筒40の光軸方向の位置精度が高くなり、各レンズの光軸方向の位置精度が高くなる。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)本実施形態では、全ての部材が基本的に光軸OAを中心とする円筒状に構成され、カム外筒30およびカム内筒40等は光軸OAを中心として回転する構成となっている。しかし、これに限らず、回転の周方向において、一方の直進ガイドが他方の直進ガイドに対して回転が規制されているのであれば、光軸OAから偏芯した軸を中心として回転して作用する構成としても良い。
Claims (6)
- 第1レンズ群を保持する円筒状の第1レンズ保持部と、
光軸方向において前記第1レンズ群の像面側に位置する第2レンズ群を保持する円筒状の第2レンズ保持部と、
内周面に前記第2レンズ保持部を駆動する内側カム溝が形成され、外周面に第1レンズ保持部を駆動する外側カム溝が形成されているカム筒と、
内周面に前記第1レンズ保持部の光軸または光軸と平行な軸を中心とした回転を規制する第1直進ガイドが形成され、内周側に前記第2レンズ保持部の光軸または光軸と平行な軸を中心とした回転を規制するとともに、前記カム筒の回転軸を中心とした円周方向における前記第1直進ガイドに対する相対移動が規制された第2直進ガイドが形成されたガイド筒と、を備え、
前記第1直進ガイドと前記第2直進ガイドとは、前記カム筒の前記光軸方向における像面側の端部を迂回して設けられた接続部を介して一体として形成されていること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第1直進ガイドは、前記外側カム溝と嵌合するカムピンが設けられた面とは反対側の面で前記第1レンズ保持部と係合して、前記第1レンズ保持部の回転を規制すること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1又は2に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第1直進ガイドと前記第2直進ガイドとは、互いに固着されていること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第1直進ガイドと前記第2直進ガイドとは、一部品であること、
を特徴とするレンズ鏡筒。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒であって、
前記第1直進ガイド及び前記第2直進ガイドを直進ガイドする第3直進ガイドを備え、
前記第2直進ガイドは、光軸方向と平行に延び、前記第2レンズ保持枠をガイドする第2延在部を有し、
前記第3直進ガイドは、光軸方向と平行に延び、前記第2直進ガイドをガイドする、第3延在部を備え、
前記第3直進ガイドは、前記接続部に設けられたガイド部で前記第1直進ガイド及び前記第2直進ガイドを直進ガイドし、
前記第2延在部と前記第3延在部とは、少なくとも一部が、光軸を中心とした径方向において重なって配置されていること、
を特徴とするレンズ鏡筒である。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒を備えるカメラ。
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