JP5791246B2 - ズームレンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、光軸方向に繰り出してズーム動作可能で、かつ、鏡筒本体に収納可能なズームレンズ鏡筒に関する。

従来から、ズームレンズ鏡筒は、レンズ群を大きく光軸方向へ移動させて焦点距離を変化させるため、直進筒と、直進筒の外径又は内径と嵌合し、光軸回りに回転可能で光軸方向へ移動可能に支持されたカム筒を備えていた。

特許文献１では、直進筒に対して、カム筒を光軸方向へ移動させるために、全体群カム溝及び全体群ピンを備えた鏡筒が開示されている。また、全体群カム溝と隣接して全体群補助ピンカム溝及び全体群衝撃カム溝を設けて、これらを光軸方向の外圧に対する受け部とする構成が開示されている。

特開２００５−０１７９８０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された鏡筒では、光軸方向において、全体群カム溝が設けられている側の端と反対側の端で、直進筒とカム筒との間に径方向におけるガタが生じやすい。この結果、カム筒が倒れることでレンズ群も倒れてしまい、光学性能に劣化するおそれがあった。

そこで本発明は、直進筒とカム筒の径方向のガタを抑え、直進筒とカム筒の嵌合精度を向上させてレンズ群の倒れを抑制し、光学性能を向上させたズームレンズ鏡筒を提供する。

本発明の一側面としてのズームレンズ鏡筒は、ズーム動作の際の位置基準となるベース部材と、前記ベース部材に固定される直進筒と、前記直進筒に対して、光軸方向における第１の範囲及び第２の範囲を含む所定の範囲内で回動可能に構成されたカム筒と、前記直進筒に設けられた第１のカムフォロア及び第２のカムフォロアと、複数の光学要素群とを有し、前記カム筒は、前記所定の範囲内で常に前記第１のカムフォロアが当接し、前記直進筒に対する該カム筒の前記光軸方向における位置を決定する第１のカム部と、前記所定の範囲内で常に前記第２のカムフォロアが前記カム筒の径方向において係合する第２のカム部とを有し、前記第１のカム部は、前記光軸方向における前記カム筒の中心に対して該カム筒の一端側に設けられており、前記第２のカム部は、前記光軸方向における前記カム筒の中心に対して該カム筒の他端側に設けられており、前記第２のカム部は、前記第１の範囲において、前記第２のカムフォロアが前記光軸方向である互いに異なる第１の方向及び第２の方向に係合可能に構成されており、前記第２の範囲において、前記第２のカムフォロアが前記第１の方向のみに係合可能に構成されており、前記ベース部材は、少なくとも前記第２の範囲において、前記第２の方向の外圧受けとなるように構成されている。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、直進筒とカム筒の径方向のガタを抑え、直進筒とカム筒の嵌合精度を向上させてレンズ群の倒れを抑制し、光学性能を向上させたズームレンズ鏡筒を提供することができる。

本実施例におけるズームレンズ鏡筒の全体を示す分解斜視図である。 本実施例における１群ユニットを示す斜視図である。 本実施例において、絞り・シャッタユニット、３群ユニット、４群ユニットを重ねて構成された組み込みユニットを示す斜視図である。 本実施例における直進筒を示す斜視図である。 本実施例におけるカム筒の外面展開図である。 本実施例におけるカム筒の内面展開図である。 本実施例におけるカム筒を示す斜視図である。 本実施例において、組み込みユニットを直進筒に組み込む手順を示す図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の収納位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒の収納位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置での断面図である。 本実施例におけるズームレンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置での断面図である。 本実施例におけるカム筒とベース部材との関係を示す断面図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本実施例におけるズームレンズ鏡筒の構成について説明する。図１は、ズームレンズ鏡筒の全体を示す分解斜視図である。図２は、１群ユニットを示す斜視図である。図３は、絞り・シャッタユニット、３群ユニット、４群ユニットを重ねて構成された組み込みユニットを示す斜視図である。図４は、直進筒を示す斜視図である。図５は、カム筒の外面展開図（図５（ａ））、及び、内面展開図（図５（ｂ））である。図６は、カム筒を示す斜視図である。

図１及び図２において、１００は１群ユニットである。１０１は第１レンズ群であり、１０２は第１レンズ群１０１を保持するための１群筒である。１群筒１０２には、スリット孔１０２ａが周方向３箇所と、内周面に凸部１０２ｂと、溝部１０２ｃが周方向３箇所に設けられている。１０３はカムピンであり、球Ｒ形状部１０３ａとテーパ形状部１０３ｂを有しており、１群筒１０２の周方向３箇所に固定される。１０４はピン部材であり、１群筒１０２の周方向３箇所に固定される。

図１において、２００は２群ユニットである。２０１は第２レンズ群であり、２０２は２群筒である。２群筒２０２には、カムピン２０３が周方向３箇所に設けられている。カムピン２０３は、テーパ部２０３ａ、及び、円筒部２０３ｂを有している。

図１及び図３において、３００は絞り・シャッタユニットである。絞り・シャッタユニット３００には主ガイド部３０１が設けられており、主ガイド部３０１には主ガイド穴３０１ａ、３０１ｂが形成されている。また絞り・シャッタユニット３００には、副ガイド部３０２、カムピン３０３、カムピン３０３をはめ込み可能に形成された穴部３０４、及び、フック部３０５が設けられている。さらに絞り・シャッタユニット３００には、軸部３０６、切り欠き部３０７、３０９、及び、凸形状部３０８、３１０が設けられている。

４００は３群ユニットである。４０１は第３群レンズ群、４０２は第３群レンズ群保持部材、及び、４０３は第３群レンズ群保持部材４０２を光軸直交方向へ駆動させるための周知の技術による駆動ユニットである。４０４は、第３群レンズ群保持部材４０２及び駆動ユニット４０３を保持する３群ベース部材である。３群ベース部材４０４には、主ガイド穴４０４ａ、４０４ｂ、副ガイド部４０４ｃ、及び、カムピン挿入穴４０４ｄが設けられている。また３群ベース部材４０４には、フック部４０４ｅ、ガイド部４０４ｆ、切り欠き部４０４ｇが設けられている。
４０５はカムピンであり、カムピン挿入部４０４ｄに挿入される。５００はバネ部材であり、絞り・シャッタユニット３００のフック部３０５と３群ユニット４００のフック部４０４ｅに掛けられる。

６００は４群ユニットである。６０１は第４群レンズ群であり、６０２は第４群レンズ群保持部材であり第４群レンズ群６０１を保持する。第４群レンズ群保持部材６０２には、主ガイド穴６０２ａ、６０２ｂ、ガイド部４０４ｆに係合する副ガイド部６０２ｃ、及び、カムピン挿入穴６０２ｄが設けられている。また第４群レンズ群保持部材６０２には、位置決め穴６０２ｅ及び切り欠き部６０２ｆが設けられている。６０３はカムピンであり、カムピン挿入穴６０２ｄに挿入される。

図１及び図４において、７００は直進筒である。直進筒７００は、後述のベース部材１００１に固定される。直進筒７００には、１群筒１０２の溝部１０２ｃと係合する凸部７００ａ、及び、２群筒２０２の円筒部２０３ｂと係合する溝部７００ｂがそれぞれ３箇所に設けられている。また直進筒７００には、凹部７００ｃが周方向３箇所に設けられており、１箇所には切り欠き７００ｄが設けられている。直進筒７００には、同様に、穴部７００ｅが周方向３箇所に設けられており、１箇所には切り欠き７００ｆが設けられている。更に、貫通穴を有するガイド軸保持部（７００ｇ、７００ｈ）、（７００ｉ、７００ｊ）が設けられている。また、カムピン３０３、４０５を組み込むための穴部７００ｋ、及び、カムピン６０３を組み込むための穴部７００ｌが形成されている。

７０１は、直進筒７００に設けられたボール部材（第１のカムフォロア）であり、凹部７００ｃに嵌められる。ボール部材７０１は、後述のカム溝８００ｄに対して回転可能に構成されている。７０２は、直進筒７００に設けられたピン部材（第２のカムフォロア）であり、３箇所の穴部７００ｅに嵌められる。また、ピン部材７０２の先端は球Ｒ形状を有する。ピン部材７０２は、後述のカム溝８００ｉの径方向において弾性的に係合可能に構成されている。

７０３はガイド軸部材であり、絞り・シャッタユニット３００の主ガイド穴３０１ａ、３０１ｂ、及び、３群ベース部材４０４の主ガイド穴４０４ａ、４０４ｂに嵌り、ガイド軸保持部７００ｇ、７００ｈに保持される。７０４はガイド軸部材であり、絞り・シャッタユニット３００の副ガイド部３０２、３群ベース部材４０４の副ガイド部４０４ｃ、及び、第４群レンズ群保持部材６０２の主ガイド穴６０２ａ、６０２ｂに嵌り、ガイド軸保持部７００ｉ、７００ｊに保持される。

図１及び図５において、８００はカム筒である。カム筒８００は、直進筒７００に対して回動可能に構成されている。カム筒８００の外周側には、カムピン１０３の球Ｒ形状部１０３ａが当接するカム溝８００ａ、ピン部材１０４に対応したカム溝８００ｂ、及び、凸部１０２ｂに対応したカム溝８００ｃが形成されている。カム溝８００ａ、８００ｂ、８００ｃは同一軌跡を有し、ピン部材１０４とカム溝８００ｂとの間、及び、凸部１０２ｂとカム溝８００ｃとの間には、所定の隙間が設けられている。

カム筒８００の内周側面には、ボール部材７０１が当接可能なカム溝８００ｄ（第１のカム部）が周方向３箇所に形成されている。カム溝８００ｄには、ボール部材７０１が当接し、直進筒７００に対するカム筒８００の光軸方向における位置を決定する。またカム筒８００には、カムピン２０３が当接可能なカム溝８００ｅが周方向の３箇所に形成されている。カム筒８００には、同様に、カムピン３０３が当接可能なカム溝８００ｆ、カムピン４０５が当接可能なカム溝８００ｇ、及び、カムピン６０３が当接可能なカム溝８００ｈが形成されている。またカム筒８００には、ピン部材７０２に対応したカム溝８００ｄと同軌跡のカム溝８００ｉ（第２のカム部）が形成されており、ピン部材７０２の先端球Ｒ部は、カム溝８００ｉのカム底面と当接している。カム溝８００ｉには、ピン部材７０２がカム筒８００の径方向において係合し、かつ、光軸方向である互いに異なる２方向において当接する。カム溝８００ｄはカム筒８００の径方向における一端側に設けられているのに対し、カム溝８００ｉはカム筒８００の径方向における他端側に設けられている。

また、カム筒８００の外周側にはギア部８００ｊが設けられている。また、カムピン３０３、４０５を組み込むための穴部８００ｋ、及び、カムピン６０３を組み込むための穴部８００ｌが設けられている。また、ピン部材７０２を組み込むための穴部８００ｍが周方向３箇所に設けられている。またカム筒８００には、図６に示されるように、後述の外圧受けのための底面部８００ｎ、８００ｏが設けられている。

図１において、９００は５群ユニットである。９０１は第５レンズ群であり、９０２は第５レンズ群９０１を保持する保持部材である。第５レンズ群９０２には、主ガイド穴９０２ａ、９０２ｂ、及び、副ガイド部９０２ｃが形成されている。９０３はガイド軸部材であり、第５レンズ群９０２の主ガイド穴９０２ａ、９０２ｂに嵌る。９０４はガイド軸部材であり、第５レンズ群９０２の副ガイド部９０２ｃに嵌る。上述の１群ユニット１００、２群ユニット２００、絞り・シャッタユニット３００、３群ユニット４００、４群ユニット６００、及び、５群ユニット９００は、複数の光学要素群を構成する。

１０００はベースユニットである。１００１はベース部材であり、ベース部材１００１には、ガイド軸部材９０３、９０４を保持する穴部１００１ａ、１００１ｂが設けられている。また、カム溝８００ｄ、８００ｉと同軌跡のリブ部１００１ｃ、１００１ｄが径方向に位置を異ならせて設けられている。リブ部１００１ｃ（内径側）はカム筒８００の底面部８００ｎと、また、リブ部１００１ｄ（外径側）は底面部８００ｏと、それぞれ所定隙間で対向可能に構成されている。リブ部１００１ｃ、１００ｄは、光軸方向においてカム筒８００に当接する第３のカム部である。１００２はギア部材であり、不図示の駆動源より回転駆動される。１００３はＣＣＤであり、ベース部材１００１に取り付けられる。

次に、以上のような構成のズームレンズ鏡筒（鏡筒ユニット）の組み立て手順について説明する。まず、絞り・シャッタユニット３００、３群ユニット４００、４群ユニット６００を重ねて組み込みユニットを構成し、直進筒７００に組み込む。組み込みユニットは、バネ部材５００を絞り・シャッタユニット３００のフック部３０５と３群ユニット４００のフック部４０４ｅに掛けた状態である（図３（ａ）、（ｂ）の状態）。このとき、軸部３０６が位置決め穴６０２ｅに嵌り、組み込みユニットの前記状態を保ち易くしている。

図７は、組み込みユニットを直進筒７００に組み込む手順を示す図である。組み込みユニットを直進筒７００に組み込む際には、切り欠き部３０７とガイド軸保持部（７００ｇ、７００ｈ）とを合わせる。また、切り欠き部３０９、４０４ｇ、６０２ｆとガイド軸保持部（７００ｉ、７００ｊ）とが合う位相で組み込む（図７（ａ））。そして、ガイド軸保持部７００ｇ、７００ｉが凸形状部３０８、３１０に光軸方向で隣接する位置まで、直進筒７００を組み込む。そして、組み込みユニット（絞り・シャッタユニット３００、３群ユニット４００、及び、４群ユニット６００を重ねて構成されたユニット）と直進筒７００とを相対回転させる。このとき、ガイド軸保持部７００ｇ、７００ｈ、主ガイド穴３０１ａ、３０１ｂ、及び、主ガイド穴４０４ａ、４０４ｂが一致した状態となる。同時に、ガイド軸保持部７００ｉ、７００ｊ、副ガイド部３０２、副ガイド部４０４ｃ、及び、主ガイド穴６０２ａ、６０２ｂも一致した状態となる（図７（ｂ））。この状態で、ガイド軸部材７０３、７０４をガイド軸保持部材７００ｈ、７００ｊの側からそれぞれ組み込む。

図８は、ズームレンズ鏡筒の組み立て順を示す斜視図である。図８（ａ）に示されるように、カム筒８００を直進筒７００に嵌め、組み込み穴部７００ｋ、８００ｋより、絞り・シャッタユニット３００のカムピン３０３を穴部３０４に嵌める。同様に、組み込み穴部７００ｋ、８００ｋより、３群ユニット４００のカムピン４０５をカムピン挿入穴４０４ｄに嵌める。また、図８（ｂ）に示されるように、組み込み穴７００ｌ、８００ｌより、４群ユニット６００のカムピン６０３を第４群レンズ群保持部材６０２のカムピン挿入穴６０２ｄに嵌める。次に、２群ユニット２００のカムピン２０３をカム筒８００のカム溝８００ｄの終端に合わせて組み込む。その後、穴部８００ｍと穴部７００ｅが一致する位相で、ピン部材７０２を穴部７００ｅに嵌め、同時に穴部７００ｃにボール部材７０１を嵌める。この状態で、カム筒８００を一旦組み込み、最後に１群ユニット１００を組み込む。以上の組み込みは、所定の位相にカム筒８００を回転させながら行う。

次に、図９及び図１０を参照して、本実施例におけるズーム動作について説明する。図９及び図１０は、本実施例におけるズームレンズ鏡筒の断面図であり、互いに異なる切断面を示している。図９（ａ）及び図１０（ａ）は収納位置（ａ）、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）はＷＩＤＥ位置、図９（ｃ）及び図１０（ｃ）はＴＥＬＥ位置（ｃ）での断面図である。不図示の駆動源より、ギア部材１００２が回転すると、その回転力がギア部８００ｊに伝達されてカム筒８００が回転する。カム筒８００は、直進筒７００に嵌められたボール部材７０１がカム溝８００ｄに当接しているため、カム溝８００ｄのカム軌跡に沿って光軸方向へ回動する。切り欠き部７００ｄにより１箇所のボール部材７０１が外周方向へ稼動可能に構成され、カム溝８００ｄに常に当接している。

このとき、ピン部材７０２は、図５（ｂ）の内周展開図において、範囲Ａでは、カム溝８００ｉにピン部材７０２の２箇所が光軸方向の両方向に、１箇所がＺ（−）方向のみに係合可能な状態である。範囲Ｂでは、カム溝８００ｉにピン部材７０２の３箇所が光軸方向の両方向に係合可能な状態である。範囲Ｃでは、カム溝８００ｉにピン部材７０２の３箇所がＺ（＋）方向のみに係合可能な状態である。また範囲Ｄでは、図１１に示されるように、ベース部材１００１のリブ部１００１ｃ、１００１ｄ及びカム筒８００の底面部８００ｎ、８００ｏが、Ｚ（−）方向における外圧受けとなっている。

また、範囲Ｃでは、直進筒７００の凸部７００ａがＺ（＋）方向における外圧受けとなっている。ピン部材７０２の先端球Ｒ部は、カム溝８００ｉの底部に全範囲で当接している。また、切り欠き部７００ｄ、７００ｆにより、１箇所のボール部材７０１及びピン部材７０２が径方向に稼動可能に構成されている。カム筒８００の回転により、１群ユニット１００は、カムピン１０３の球Ｒ形状部１０３ａがカム溝８００ａに当接し、カム溝８００ａのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、１群筒１０２の溝部１０２ｃと凸部７００ａとは係合しており、１群ユニット１００は光軸方向へ直進する。２群ユニット２００は、カムピン２０３がカム溝８００ｅに当接し、カム溝８００ｅのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、２群筒２０２の円筒部２０３ｂと溝部７００ｂが係合しており、２群ユニット２００は光軸方向へ直進する。絞り・シャッタユニット３００は、カムピン３０３がカム溝８００ｆに当接し、カム溝８００ｆのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、絞り・シャッタユニット３００の主ガイド穴３０１ａ、３０１ｂはガイド軸部材７０３に嵌り、副ガイド部３０２はガイド軸部材７０４に嵌り、絞り・シャッタユニット３００は光軸方向に直進する。

３群ユニット４００は、カムピン４０５がカム溝８００ｇに当接し、カム溝８００ｇのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、３群ベース部材４０４の主ガイド穴４０４ａ、４０４ｂはガイド軸部材７０３に嵌り、副ガイド部４０４ｃはガイド軸部材７０４に嵌り、３群ユニット４００は光軸方向に直進する。４群ユニット６００は、カムピン６０３がカム溝８００ｈに当接し、カム溝８００ｈのカム軌跡に沿って光軸方向へ移動する。このとき、第４群レンズ群保持部材６０２の主ガイド穴６０２ａ、６０２ｂはガイド軸部材７０４に嵌り、副ガイド部６０２ｃはガイド部４０４ｆに嵌り、４群ユニット６００は光軸方向に直進する。５群ユニット９００は、ガイド軸部材９０３、９０４により回転規制され、不図示の駆動源により光軸方向の所定位置へ駆動される。以上のように、１群ユニット１００、２群ユニット２００、絞り・シャッタユニット３００、３群ユニット４００、４群ユニット６００、及び、５群ユニット９００は、光軸方向に移動する。

以上説明したように、本実施例のズームレンズ鏡筒では、カム筒８００の一端側にカム溝８００ｄが形成され、ボール部材７０１がカム溝８００ｄに当接している。さらに、カム筒８００の他端側にカム溝８００ｉが形成され、ピン部材７０２の先端球Ｒ部がカム溝８００ｉの底部に当接している。このため、カム筒８００を光軸方向に長い距離で直進筒７００に当接させ、ガタつきを抑えることができる。また、カム溝８００ｄに回転可能なボール部材７０１を当接させているため、駆動時の負荷を抑えることが可能である。また、切り欠き部７００ｄ、７００ｆにより、ボール部材７０１とカム溝８００ｄ、ピン部材７０２とカム溝８００ｉをそれぞれ弾性的に当接させており、直進筒７００に対するカム筒８００のガタつきを抑えることができる。また、ベース部材１００１にリブ部１００１ｃ、１００１ｄを径方向に位置を異ならせて設け、直進筒７００の凸部７００ａにより外圧に対する受けとしている。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ １群ユニット
２００ ２群ユニット
３００ 絞り・シャッタユニット
４００ ３群ユニット
６００ ４群ユニット
７００ 直進筒
７０１ ボール部材
７０２ ピン部材
８００ カム筒
８００ｄ、８００ｉ カム溝
９００ ５群ユニット
１００１ ベース部材

Claims (5)

1. ズーム動作の際の位置基準となるベース部材と、
   前記ベース部材に固定される直進筒と、
   前記直進筒に対して、光軸方向における第１の範囲及び第２の範囲を含む所定の範囲内で回動可能に構成されたカム筒と、
   前記直進筒に設けられた第１のカムフォロア及び第２のカムフォロアと、
   複数の光学要素群と、を有し、
   前記カム筒は、
   前記所定の範囲内で常に前記第１のカムフォロアが当接し、前記直進筒に対する該カム筒の前記光軸方向における位置を決定する第１のカム部と、
   前記所定の範囲内で常に前記第２のカムフォロアが前記カム筒の径方向において係合する第２のカム部と、を有し、
   前記第１のカム部は、前記光軸方向における前記カム筒の中心に対して該カム筒の一端側に設けられており、
   前記第２のカム部は、前記光軸方向における前記カム筒の中心に対して該カム筒の他端側に設けられており、
   前記第２のカム部は、
   前記第１の範囲において、前記第２のカムフォロアが前記光軸方向である互いに異なる第１の方向及び第２の方向に係合可能に構成されており、
   前記第２の範囲において、前記第２のカムフォロアが前記第１の方向のみに係合可能に構成されており、
   前記ベース部材は、少なくとも前記第２の範囲において、前記第２の方向の外圧受けとなるように構成されている、ことを特徴とするズームレンズ鏡筒。
2. 前記第１のカムフォロアは、前記第１のカム部に対して回転可能に構成されたボール部材であることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ鏡筒。
3. 前記第２のカムフォロアは、前記直進筒に設けられた切り欠き部を用いて、前記第２のカム部の前記径方向において弾性的に係合可能に構成されたピン部材であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のズームレンズ鏡筒。
4. 前記ベース部材は、前記光軸方向において前記カム筒に当接する第３のカム部を有し、
   前記第３のカム部は、前記第１のカム部および前記第２のカム部のそれぞれと同軌跡のリブ部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のズームレンズ鏡筒。
5. 前記リブ部は、前記第２の方向における外圧受けとなるように前記ベース部材に設けられており、
   前記直進筒は、前記第１の方向における外圧受けとなるように設けられた凸部を有することを特徴とする請求項４に記載のズームレンズ鏡筒。