JP5717458B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明はフィルムカメラやデジタルカメラ等に備えられたレンズ鏡筒に関するものである。

従来より、複数の光学レンズを光軸方向に移動させ撮影倍率を変更するズーム機構を備えるレンズ鏡筒が知られている。たとえば、レンズを保持するレンズ保持枠を回転するカム筒のカム溝に係合させ、直進筒によってレンズ保持枠の回転規制をして光軸に移動させるものがあった。このカム筒と直進筒はカム筒の内周に溝部、直進筒の外周にカム筒の溝部に入る突起部を設けてバヨネット結合させ、直進筒に対してカム筒が回転可能且つ一体的に光軸方向に進退するものが一般的に用いられている。このようなバヨネット結合をする部品にはお互いの部品を組み込むための組み込み位相が必ずあり、組み込み位相とバヨネットの掛かり量に工夫をしてカム筒の回転角の自由度を上げる技術が開示されている。

例えば、特許文献１では図１１に示すように複数のバヨネット突起部２８ａ〜２８ｃの径方向の長さと円周方向の長さを変え、組み込み位相ではその突起部の形状に合わせた切り欠き１４ａ〜１４ｃを設けている。そのため、カム筒が回転して突起部が組み込み位相とは異なる切り欠きに達しても径方向或いは円周方向のどちらかが掛かっているためバヨネット結合は外れないようになっている。

また、図３のようにカム筒を１２０°の回転角以上に回転する必要がない角度等分に３つの突起部を有するバヨネット結合では、それぞれのバヨネット突起部の径方向の長さと円周方向の長さを同一にしたものが知られている。

特開平１１−１６０６０６号公報

特許文献１では、複数のバヨネット突起部の径方向の長さを変更しているため、最も径方向に長いバヨネット突起が形成できる分の寸法が鏡筒の径方向に必要でありカメラの小型化の妨げとなっていた。

また、１２０°の回転角以上に回転する必要がない３つの突起部を用いたバヨネット結合ではバヨネット突起部の形状をそれぞれ変える必要はない。しかし、組み込み位相の導入位置ギリギリまで使用すると円周方向の掛かり量が少なくなりバヨネット結合が外れる虞があった。その外れを防ぐためには一定の掛かり量を維持する必要があり、導入位置近くまで回転させないようにカム筒の回転角を小さくしなければならなかった。回転角が小さくなるとカムリフトが立って鏡筒負荷が大きくなる虞があった。

上記課題を解決するために、本願技術思想のレンズ鏡筒は、レンズを保持し光軸方向へ移動するレンズ保持ユニットと、前記レンズ保持ユニットの光軸方向への移動を規定するカム溝が形成された移動カム環と、前記レンズ保持ユニットの回転方向の規制を行う直進溝と、前記移動カム環に形成された溝部に係合する第１の突起部とを有し、前記移動カム環の内側に配置される直進部材とを備え、
前記溝部は、光軸方向に異なる位置にあって光軸周りに、前記第１の突起部との係合領域として第１の長さで形成された第１の領域と第２の長さで形成された第２の領域とを備え、前記第１の領域と第２の領域とは傾斜部で繋がれており、
前記溝部に係合する前記第１の突起部は、前記第１の長さ又は第２の長さのいずれか短い方よりも、狭い範囲で前記直進溝にて複数に分割されており、
前記移動カム環には、前記複数に分割されている前記第１の突起部の隙間を通過する第２の突起部が、前記複数に分割されている前記第１の突起部が光軸方向に導入する導入部に設けられている。

本発明によれば、カメラの大型化をすることなく鏡筒の回転角を広げることで設計自由度を向上させて、且つ鏡筒負荷を抑えたレンズ鏡筒を提供することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環と直進筒の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環と直進筒の分解斜視図（突起部分割）である。 本発明の実施形態に係る移動カム環の内面展開図の模式図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環と直進筒の相対移動を示す図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環の内面展開図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環と直進筒の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環の内面展開図の模式図である。 本発明の実施形態に係る移動カム環の内面展開図の模式図である。 従来例を示すである。

［実施例１］
以下、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施例による、撮像装置について説明する。第１の実施例は移動カム環が直進筒に対して定位置回転する構成のものである。

＜カメラ本体の外観について＞
図１は本発明の適用されるカメラであり、１はカメラ本体である。このカメラ本体１には撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２が設けられている。レンズ鏡筒２の被写体側の面である前面にはカメラの電源ＯＮ・ＯＦＦに従って撮影レンズの光路を開閉するレンズバリア装置３が備えられている。また、カメラ本体１の上面には被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられ、カメラ本体１の前面にはファインダ窓５が設けられている。

さらに、カメラ本体１の上面には撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）及び撮影動作（フィルムやセンサー等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。なお、上記図１はカメラの代表的な模式図であり、本発明は上記の構成に限定されるものではない。

＜レンズ鏡筒２の分解斜視図について＞
図２にレンズ鏡筒２の分解斜視図を示す。７は１群撮影レンズを保持し、前述のレンズバリア装置３を備える第１のレンズ保持ユニット、８は光量を調節する絞り機構を備える絞りユニットである９は２群撮影レンズを保持し、防振レンズ機構とシャッターを備える第２のレンズ保持ユニットである。１０は第１のレンズ保持ユニット７、絞りユニット８及び第２のレンズ保持ユニット９の光軸方向のの移動を規定するカム溝を内側に備える移動カム環である。この移動カム環１０は、鏡筒駆動モーター１３より動力を伝達されるギア部を有する。

１１は移動カム環１０に回転可能に保持され、第１のレンズ保持ユニット７及び絞りユニット８及び第２のレンズ保持ユニット９の回転方向の規制を行う直進規制するための直進部材としての直進筒である。直進筒１１は、円筒形状を有しているが、直進規制する機能を有すればよく、例えば ドーナツ状の部材から腕が光軸方向に伸びて直進規制を行う形状でもよい。１４は内周部に移動カム環１０を駆動するための駆動カムを備える固定筒である。１２は３群撮影レンズを保持する３群鏡筒、１５は撮像素子を保持する撮像素子保持部材である。

尚、レンズ鏡筒２の構成は本発明の特徴を満たす構成であれば上記の構成に限定されるものではない。

＜移動カム環１０と直進筒１１について＞
次に、移動カム環１０と直進筒１１について図３〜５を用いて説明する。図３は移動カム環１０と直進筒１１の分解斜視図であり、直進筒１１には３箇所角度等分に設けられ径方向外側に突出した突起部１１ａが備わっている。また、移動カム環１０には直進筒１１の突起部１１ａが係合する溝部１０ａが備わっているの。溝部１０ａが移動カム環１０にあるので、移動カム環１０が回転しても、突起部１１ａが溝部１０ａを通過することができる。また、移動カム環１０には、直進筒１１の組み込みの際に突起部１１ａが光軸方向に通過する導入部１０ｂが備わっている。移動カム環１０に直進筒１１を組み込んで、移動カム環１０を回転させると、直進筒１１の突起部１１ａが移動カム環１０の先の溝部１０ａの被写体側と撮像面側の面に挟み込まれて係合する。この係合により、移動カム環１０は直進筒１１と一体的に光軸方向に進退することが可能となる。移動カム環１０の溝部１０ａは光軸方向の一定位置に一周形成されているため、直進筒１１に対して移動カム環１１は定位置で回転することになる。なお、溝部１０ａは必ずしも一周形成されていなくても移動カム環との相対的な回転量に応じて必要な角度に形成するようにすればよい。

図４は図３と同様に移動カム環１０と直進筒１１の分解斜視図であり、図３と異なるのは直進筒１１に設けられた突起部１１ａが間に隙間をあけて円周方向に分割されていることである。また、導入部１０ｂには、図３とは異なり、円周方向に分割された直進筒１１の突起部１１ａの隙間が組み込みの際の光軸方向への移動で通過する位置に突起部１０ｃが備わっている。移動カム環１０に直進筒１１を組み込んで回転させると、直進筒１１の分割された突起部１１ａが移動カム環１０の溝部１０ａの被写体側と撮像面側の面に挟み込まれて係合する。この係行により、移動カム環１０は直進筒１１と一体的に光軸方向に進退することが可能となる。移動カム環１０の溝部１０ａは光軸方向の一定位置に一周形成されているため、直進筒１１に対して移動カム環１１は図３の場合と同様に定位置で回転することになる。なお、溝部１０ａは必ずしも一周形成されていなくても移動カム環との相対的な回転量に応じて必要な角度に形成するようにすればよい。

図５は移動カム環１０の内面展開図からカム溝を削除して移動カム環１０の溝部１０ａと直進筒１１の突起部１１ａの位置関係を簡潔に示した模式図である。

（ａ）は突起部１１ａを分割していない方式であり、（ｂ）は本突起部１１ａを分割している方式である。また、（ｃ）は突起部１１ａを分割せずに、（ｂ）と同等の掛かり量を得ようとしたときの様子を示したものである。（ａ）〜（ｃ）それぞれに対して直進筒１１の突起部１１ａの位置が右からＳＩＮＫ、ＷＩＤＥ、ＴＥＬＥのポジションとなる。また、直進筒１１の突起部１１ａは本来周方向に３箇所存在するが、簡単のために展開模式図の中央の導入部１０ｂから組み込まれる一箇所を示すことにする。

（ａ）では移動カム環１０の導入部１０ｂから組み込まれた直進筒１１の突起部１１ａが導入完了した位置が破線の位置である。その破線の位置から移動カム環１０の溝部１０ａに挟み込まれながら移動カム環１０が回転すると、突起部１１ａは、移動カム環１０と相対的に、ＳＩＮＫからＴＥＬＥまで回転角Ｘ１を移動する。ＳＩＮＫにおける直進筒１１の突起部１１ａの掛かり量はＬ１であり、ＷＩＤＥでは突起部１１ａの長さ分だけ掛かり、ＴＥＬＥでは掛かり量がＬ２となる。ＳＩＮＫに、ＴＥＬＥにおける掛かり量Ｌ１、Ｌ２は、後述する（ｂ）と比較して大きくなく、このバヨネット結合が外れる場合も考えられる。鏡筒の停止精度によっては、突起部１１ａと溝部１０ａとの掛かり量Ｌ１、Ｌ２よりも更に小さくなることもあり得るからである。

（ｂ）では直進筒１１の突起部１１ａが隙間をもって円周方向に分割されている。それにあわせて、導入部１０ｂにも、突起部１１ａが分割されたことにより生じた隙間に対応した突起部１０ｃを移動カム環１０に設けてある。この突起部１０ｃが、突起部１１ａが分割されていることにより生じた隙間を通過することができる。（ｂ）でのＳＩＮＫにおける直進筒１１の突起部１１ａと溝部１０ａとが係合する掛かり量はＬ３であある。ＷＩＤＥでは、突起部１１ａと溝部１０ａとが係合する掛かり量は突起部１１ａの長さ分である。また、ＴＥＬＥでは、突起部１１ａと溝部１０ａとが係合する掛かり量がＬ４となる。掛かり量がＬ３＞Ｌ１、Ｌ４＞Ｌ２となることから、同じ回転角Ｘ１移動する中で、突起部１１ａと溝部１０ａとが係合する掛かり量を大きくすることが可能となる。

（ｃ）では掛かり量を（ｂ）と同等のＳＩＮＫでＬ３、ＴＥＬＥでＬ４にして（ａ）と同等のバヨネット結合に当てはめるとＳＩＮＫの位置とＴＥＬＥの位置がＭＩＤＤＬＥ側に寄せられる。そのため回転角Ｘ１よりも小さい回転角Ｘ２しか鏡筒を回転させることができなくなる。言い換えると、（ｂ）では回転角を最大限に大きくしながら十分な掛かり量を得ることができている。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

［実施例２］
以下、図６から図１０を参照して、本発明の第２の実施例による、撮像装置について説明する。実施例２は直進筒が移動カム環に対して光軸方向に相対的に往復運動する構成のものである。実施例２も実施例１と同様に、図１のカメラに適用される。

＜移動カム環１０と直進筒１１の動きについて＞
移動カム環１０と直進筒１１の動きについて図６と図７を用いて説明する。図６は移動カム環１０と直進筒１１を組み込んだときの被写体側からみた正面図と、その側面図である。図７は移動カム環１０の内面展開図である。

図６の（ａ）は、カメラ本体１の鏡筒が収納状態になっており、移動カム環１０と直進筒１１が光軸方向に接近している。すなわち、移動カム環１０と直進筒１１との光軸方向への重なっている領域が多くなっている。カメラ本体１は、電源がＯＦＦされたり撮影状態から再生状態に移行したりすると非撮影状態となって、鏡筒が収納状態に移行する。

カメラ本体１の電源をＯＮすると移動カム環１０が図７の矢印方向に回転する。この移動カム環１０の回転により、直進筒１１の突起部１１ａは、移動カム環１０と相対的に移動することになる。図７に、この状態を示す。図７の（ｂ）は、移動カム環１０のバヨネット溝１０ａに沿って直進筒１１の突起部１１ａがＳＩＮＫの状態（（ａ）の部分）から、被写体側から撮像側に滑り降りて図７の（ｂ）の状態に達する。ＳＩＮＫの状態（（ａ）の部分）は、突起部（１１ａ）と係合する第１の領域として、光軸周りに第１の長さに形成されている。また、（ｂ）の部分は、突起部（１１ａ）と係合する第２の領域として、光軸周りに第２の長さに形成される。ここでは、突起部（１１ａ）との係合領域として、第１の長さは、第２の長さよりも短くなっている。この（ｂ）の状態では、図６にあるように、直進筒１１が移動カム環１０に対して光軸方向に被写体側から撮像側にＬだけ相対移動している。つまり、（ｂ）の状態は、（ａ）の状態に比べて、直進筒１１が移動カム環１０に対して撮像面側に移動していることになる。上記では、突起部（１１ａ）との係合領域として、第１の長さは、第２の長さよりも短くなっていることを説明した。この点、直進筒１１と移動カム環１０との光軸方向の相対的移動（移動カム環１０の回転角に対する）によっては、突起部（１１ａ）との係合領域として、第１の長さは、第２の長さよりも長くしてもよい。

その後、移動カム環１０の回転が更に続くと直進筒１１の突起部１１ａは、さらに、相対的に移動する。具体的には、突起部１１ａは、移動カム環１０のバヨネット溝１０ａに沿って、撮像側から被写体側へ斜面を乗り上げて（ｂ）の状態から（ｃ）の状態に達する。この（ｃ）の部分は、突起部（１１ａ）と係合する第３の領域として、光軸周りに第３の長さに形成されている。この（ｃ）の状態は（ａ）の状態と同様に移動カム環１０と直進筒１１が光軸方向に接近している。したがって、（ｃ）の状態は（ａ）の状態と同様に、移動カム環１０と直進筒１１とが光軸方向に重なっている面積が（ｂ）の状態より多い状態である。このように移動カム環１０と直進筒１１はバヨネット結合で一体的に動きながら、更にその途中で移動カム環１０と直進筒１１が相対移動をするようになっている。繰り込み方向の動作は上述した流れと全く逆を辿ることになる。

＜移動カム環１０と直進筒１１の分解斜視図について＞
図８は移動カム環１０と直進筒１１の分解斜視図であある。直進筒１１には、径方向外側に突出した突起部１１ａが周方向に３箇所設けられている。直進筒１１の突起部１１ａには傾斜部１１ｃが角の４箇所に施されている。移動カム環１０の溝部１０ａには、回転した際に直進筒１１の傾斜部１１ｃと当接する傾斜部１０ｄが施されている。この傾斜部１０ｄが施されていることで移動カム環１０に対して直進筒１１が、光軸方向に相対移動可能となっている。

また、直進筒１１に施された直進溝１１ｂは前述した第２のレンズ保持ユニット９の光軸周りの回転を規制する直進規制をしている。ここで、図８に示すように、この直進溝１１ｂは、分割されている突起部１１ａの隙間を同じ位相で共用している。また、この隙間を突起部１１ａは、上述の第１の長さよりも短くなっている。このように、直進筒１１の突起部１１ａを分割すれば、直進筒１１の突起部１１ａを分断する位相に直進溝１１ｂを配置することが可能となる。そのため、カムのレイアウトを含めて設計の自由度を大幅に向上させることが可能であり、この構成は実施例１と同様である。

なお、この突起部１１ａの分割数は、本実施例では２つとしたが、溝部１０ａとの係行する量と、分割数を増やすことによる各突起部の耐久性の低下との兼ね合いで、複数にしてもよい。

＜溝部１０ａと突起部１１ａとの位置関係について＞
図９と図１０は移動カム環１０の内面展開図からカム溝を削除して移動カム環１０の溝部１０ａと直進筒１１の突起部１１ａの位置関係を簡潔に示した模式図である。なお、図９と図１０では組み込みの導入部１０ｂの位相が異なっている。

図９と図１０の（ａ）は突起部１１ａを分割していない方式であり、図９と図１０の（ｂ）が突起部１１ａを分割している方式を示したものである。（ａ）、（ｂ）それぞれに対して直進筒１１の突起部１１ａの位置が右からＳＩＮＫ、ＷＩＤＥ、ＴＥＬＥのポジションとなる。また、直進筒１１の突起部１１ａは本来周方向に３箇所存在するが、簡単のために展開模式図の中央の導入部１０ｂから組み込まれる一箇所を示す。直進筒１１は移動カム環１０に対して光軸方向に相対往復運動をする。そのため、ＷＩＤＥの位置はＳＩＮＫとＴＥＬＥの位置に対して光軸方向に被写体側から撮像面側に移動している。これは、上述のように第２の長さにわたっている。（ａ）では移動カム環１０の導入部１０ｂから組み込まれた直進筒１１の突起部１１ａが導入完了した位置が破線の位置である。その破線の位置から移動カム環１０の溝部１０ａに挟み込まれながら移動カム環１０が回転すると、突起部１１ａは、移動カム環１０と相対的に、ＳＩＮＫからＴＥＬＥまで光軸方向に相対往復運動をする。それとともに、光軸周りに相対回転運動しながら回転角Ｘ３を移動する。このＷＩＤＥと同じ光軸方向の移動カム環１０と直進筒１１との相対的な位置は、上述のように第２の長さにわたっている。

ＳＩＮＫにおける直進筒１１の突起部１１ａのと溝部１０ａとの係合する掛かり量はＬ５である。ＷＩＤＥでは、突起部１１ａのと溝部１０ａとの係合する掛かり量が、突起部１１ａの長さ分になる。また、ＴＥＬＥでは、突起部１１ａのと溝部１０ａとの係合する掛かり量がＬ６となる。ＳＩＮＫにおいてもＴＥＬＥにおいても突起部１１ａのと溝部１０ａとの係合する掛かり量は、後述する（ｂ）に比べて大きくない。したがって、突起部１１ａと溝部１０ａとによるバヨネット結合が外れる場合も考えられる。鏡筒の停止精度によっては、突起部１１ａと溝部１０ａとの掛かり量Ｌ１、Ｌ２よりも更に小さくなることもあり得るからである。

図９と図１０の（ｂ）では、直進筒１１の突起部１１ａが、上述のように第１の長さの中で、隙間をもって円周方向に分割されている。それにあわせて、導入部１０ｂにも、突起部１１ａが分割されたことにより生じた隙間に対応した突起部１０ｃを移動カム環１０に設けてある。この突起部１０ｃが、突起部１１ａが分割されていることにより生じた隙間を通過することができる。ここで、導入部１０ｂは、、直進筒１１と移動カム環１０との光軸方向の相対往復運動が可能なように傾斜部１０ｄを削らない位置に設けるようにする必要がある。

ＳＩＮＫにおける直進筒１１の突起部１１ａと溝部１０ａとの係合による掛かり量はＬ７である。また、ＷＩＤＥでの突起部１１ａと溝部１０ａとの係合による掛かり量は、突起部１１ａの長さ分である。、ＴＥＬＥでの突起部１１ａと溝部１０ａとの係合による掛かり量がＬ８となる。突起部１１ａと溝部１０ａとの係合による掛かり量がＬ７＞Ｌ５、Ｌ８＞Ｌ６となることから、同じ回転角Ｘ３移動する中で掛かり量を大きくすることが可能となる。

実施例１では、掛かり量を図５の（ｂ）と同等にするための図５の（ａ）の回転角を図５の（ｃ）として見積もって、比較した。実施例２では、直進筒１１と移動カム環１０との光軸方向の相対往復運動をするため、上述のように、傾斜部１０ｄを残す必要があるため、図５の（ｃ）に相当する図面を作成するのは困難である。

図９の（ａ）と（ｂ）とを比較すると、実施例１と同様に突起部１１ａと溝部１０ａとの係合による掛かり量を大きく保ちながら回転角Ｘ３の移動が可能となる。、別の突起部１１ａに対応する別の導入部１０ｂまでの回転角の中で最大限にＳＩＮＫ−ＴＥＬＥ間の回転角を拡張することが可能となる。それによってカムのリフト（移動カム環１０の回転角に対する光軸方向の移動量）を小さくすることができ、延いては移動カム環１０を回転するための駆動力を抑えることにも繋がる。

図１０の組み込み位相において、（ａ）では、移動カム環１０の導入部１０ｂが円周方向に幅を要しているため、ＷＩＤＥからＴＥＬＥの光軸方向の位置へ相対移動させるための傾斜部１０ｄが形成できない可能性が高くなっている。そうすると、移動カム環１０と直進筒１１の光軸方向への相対往復運動が成立しない。そういった技術的意義においても、図１０の（ｂ）のように直進筒１１の突起部１１ａを隙間をもって分割する意義がある。、移動カム環１０の導入部１０ｂに突起部１０ｃを施し、その突起部１０ｃに傾斜部１０ｄを形成することで移動カム環１０と直進筒１１との光軸方向への相対往復運動を成立させることが可能となるからでえある。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１０ 駆動カム環
１０ａ 溝部
１０ｂ 導入部
１０ｃ 突起部
１０ｄ 傾斜部
１１ 直進筒
１１ａ 突起部
１１ｂ 直進溝
１１ｃ 傾斜部

Claims (4)

1. レンズを保持し光軸方向へ移動するレンズ保持ユニットと、前記レンズ保持ユニットの光軸方向への移動を規定するカム溝が形成された移動カム環と、前記レンズ保持ユニットの回転方向の規制を行う直進溝と、前記移動カム環に形成された溝部に係合する第１の突起部とを有し、前記移動カム環の内側に配置される直進部材とを備え、
   前記溝部は、光軸方向に異なる位置にあって光軸周りに、前記第１の突起部との係合領域として第１の長さで形成された第１の領域と第２の長さで形成された第２の領域とを備え、前記第１の領域と第２の領域とは傾斜部で繋がれており、
   前記溝部に係合する前記第１の突起部は、前記第１の長さ又は第２の長さのいずれか短い方よりも、狭い範囲で前記直進溝にて複数に分割されており、
   前記移動カム環には、前記複数に分割されている前記第１の突起部の隙間を通過する第２の突起部が、前記複数に分割されている前記第１の突起部が光軸方向に導入する導入部に設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記直進部材は、前記第１の突起部と前記溝部との係合により、前記移動カム環の光軸方向の移動と一体となって光軸方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１の突起部には、前記傾斜部と当接する傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のレンズ鏡筒を有する撮像装置。

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