JP5854255B2 - レンズ鏡胴、撮像装置および情報装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体像を結像する光学系のレンズ鏡胴および当該レンズ鏡胴を用いて撮像光学系を構成してなる撮像装置および情報装置に関するものである。

いわゆるディジタルカメラ等の撮像装置における撮像光学系を構成するレンズ鏡胴は、撮像装置のボディーに装着されている状態においても、あるいは一眼レフ（一眼レフレックス）カメラ等のようなレンズ交換式カメラ用の撮像光学系としての交換レンズや撮像光学系と撮像素子部分を一体化して交換可能とした、いわばコアユニットのようにカメラ本体から分離されている状態の撮像光学系におけるレンズ鏡胴においても、ユーザーが、誤って取り落としたり、他の物体に衝突させたりすることなどによって、大きな衝撃を受けることがある。
すなわち、上述したレンズ鏡胴は、それぞれ１つ以上のレンズで構成される複数のレンズ群からなる光学系を有し、周面にカム溝を有するカム筒と、そのカム溝に嵌合するカムフォロワを有するレンズ保持枠とを有して構成されるカム機構によって、これら複数のレンズ群を光軸方向に沿って駆動して、例えば焦点距離を変化させるズームレンズ等として構成している。そのようなレンズ鏡胴においては、多くの場合、上述したような落下衝撃等の衝撃が加えられた際にレンズ保持枠がカム結合から外れることを防止する対策を施すようにしている。

しかしながら、従来のレンズ鏡胴においては、落下衝撃等に対する対策を施すために各部の部品形状が複雑になったり、鏡筒径が増大したりするという問題があった。すなわち、具体的には、カムフォロワがカム溝から脱落するのを防止するために、カムフォロワとカム溝との係合部分の長さ、つまり深さ、を充分に大きくとることが行われていた。この場合、カム溝が設けられるカム筒の径が大きくなってしまい、鏡筒径が増大していた。また、カムフォロワを有するレンズ保持枠が落下衝撃等の衝撃により、カムフォロワがカム溝から脱落する方向に変形するのを制限する形状を形成することも行われていた。この場合には、レンズ保持枠や、レンズ保持枠を直進方向のみに規制するガイド筒の形状が複雑になったり、変形防止形状とするために鏡筒径が増加したりしていた。
このようにレンズ鏡胴における落下衝撃等の衝撃によるカム結合の脱離を防止する技術としては、例えば、特許文献１（特開２００２−２７７７１１号公報）および特許文献２（特開２０１０−１６４６９５号公報）等に開示された技術がある。

すなわち、特許文献１（特開２００２−２７７７１１号公報）には、繰出しタイプのレンズ鏡筒におけるレンズ鏡筒に加わる光軸方向の外力によってカム係合部が容易に外れないようにする目的で、レンズ保持筒と、このレンズ保持筒に設けられたカムフォロワ部と係合して該レンズ保持筒に光軸方向についての駆動力を与えるカム溝部が設けられたカム筒と、前記レンズ保持筒に設けられた直進キー部と係合して該レンズ保持筒を光軸方向にガイドする直進ガイド溝部が設けられたガイド筒とを有して構成されるレンズ鏡筒において、前記直進キー部に周方向に突出する爪状部分を形成するとともに、前記直進ガイド溝部の周方向端面に、爪状部分が径方向において係合可能で光軸方向に延びるレール部分を形成することで、前記レンズ保持筒に光軸方向の外力が作用した際に前記カムフォロワ部が前記カム溝部に対して鏡筒径方向に移動して外れることを防止するようにする構成が開示されている。
このような構成では、確かにレンズ鏡胴の耐衝撃性を高めることは可能であるが、各部の部品形状が複雑になったり、鏡筒径が増大したりするという問題を充分に解消することはできない。

また、特許文献２（特開２０１０−１６４６９５号公報）には、レンズ鏡筒部分に配設されるシャッタユニットに被写体側に光軸方向に沿って突出する円筒面を形成する突出部を設け、該シャッタユニットよりも被写体側に配設されるレンズ保持筒の内側に前記突出部を入り込ませることにより、前記レンズ保持筒の歪み変形を抑制するようにしている。
このような構成により、レンズ鏡筒の耐歪み変形性能を高め、耐衝撃性を向上させているが、やはり、対象とするレンズ保持筒の位置が限定されたり、シャッタユニットの部品形状が複雑になって、シャッタユニットの汎用性が低下したり、鏡筒径が増大したりするという問題を充分に解消することができない。

上述したように、特許文献１（特開２００２−２７７７１１号公報）および特許文献２（特開２０１０−１６４６９５号公報）等をはじめとする従来のズームレンズ等のレンズ鏡胴においては、落下衝撃等の衝撃への対策を施すために、各部の部品の形状が複雑になったり、鏡筒の直径が増大したりしていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、各部の部品形状の複雑化や鏡筒の直径が増大化を招くことなく、落下衝撃等の衝撃に効果的に対処して、耐衝撃性を向上することを可能とするレンズ鏡胴およびこのレンズ鏡胴を用いた撮像装置および情報装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、各部の部品形状の複雑化や鏡筒の直径の増大化を招くことなく、落下衝撃等の衝撃に効果的に対処して、耐衝撃性を向上することが可能なレンズ鏡胴を提供することにある。

請求項１に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、上述した目的を達成するために、
内周面に複数のカム溝が形成されているカム筒と、
それぞれ１つ以上のレンズを有してなる複数のレンズ群と、
前記複数のレンズ群を構成するレンズを、それぞれレンズ群毎に一体的に保持し、且つ前記カム筒の前記カム溝に係合するカムフォロワを有してなり、前記カム溝の軌跡に沿って光軸方向に沿って進退される複数のレンズ保持枠と、
を備え、
前記複数のレンズ保持枠の各レンズ保持枠は、
対応するレンズ群を構成する１つ以上のレンズを支持するレンズ支持部と、
前記レンズ支持部の周囲に形成されて該レンズ支持部を一体的に保持する筒状部と、
を有し、
前記カム筒の前記カム溝に係合する前記カムフォロワは、前記筒状部の外周面に突設されており、
各レンズ群に対応する各レンズ保持枠の筒状部における前記カムフォロワの光軸方向位置の内周部に、当該レンズ群の像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように配置され、最も像面側に位置するレンズ保持枠の筒状部における内周部には補強部材が取り付けられていることを特徴としている。

本発明によれば、各部の部品形状の複雑化や鏡筒の直径の増大化を招くことなく、落下衝撃等の衝撃に効果的に対処して、耐衝撃性を向上することを可能とするレンズ鏡胴、撮像装置および情報装置を提供することができる。
すなわち、本発明の請求項１のレンズ鏡胴によれば、
内周面に複数のカム溝が形成されているカム筒と、
それぞれ１つ以上のレンズを有してなる複数のレンズ群と、
前記複数のレンズ群を構成するレンズを、それぞれレンズ群毎に一体的に保持し、且つ前記カム筒の前記カム溝に係合するカムフォロワを有してなり、前記カム溝の軌跡に沿って光軸方向に沿って進退される複数のレンズ保持枠と、
を備え、
前記複数のレンズ保持枠の各レンズ保持枠は、
対応するレンズ群を構成する１つ以上のレンズを支持するレンズ支持部と、
前記レンズ支持部の周囲に形成されて該レンズ支持部を一体的に保持する筒状部と、
を有し、
前記カム筒の前記カム溝に係合する前記カムフォロワは、前記筒状部の外周面に突設されており、
各レンズ群に対応する各レンズ保持枠の筒状部における前記カムフォロワの光軸方向位置の内周部に、当該レンズ群の像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように配置され、最も像面側に位置するレンズ保持枠の筒状部における内周部には補強部材が取り付けられていることにより、
各部の部品形状の複雑化や鏡筒の直径の増大化を招くことなく、落下衝撃等の衝撃に効果的に対処して、耐衝撃性を向上することが可能となり、特に、カムフォロワの周辺の変形を抑制し、カムフォロワがカム溝から脱落するのを防止することができる。

すなわち、本発明に係る典型的なレンズ鏡胴は、内周面に複数のカム溝が形成されているカム筒と、それぞれ１つ以上のレンズを有してなる複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を構成するレンズを、それぞれレンズ群毎に一体的に保持し、且つ前記カム筒の前記カム溝に係合するカムフォロワを有してなり、前記カム溝の軌跡に沿って光軸方向に沿って進退される複数のレンズ保持枠と、を備えたレンズ鏡胴であって、
前記複数のレンズ保持枠の各レンズ保持枠は、
対応するレンズ群を構成する１つ以上のレンズを支持するレンズ支持部と、
前記レンズ支持部の周囲に形成されて該レンズ支持部を一体的に保持する筒状部と、
を有し、
前記カム筒の前記カム溝に係合する前記カムフォロワが、前記筒状部の外周面に突設されており、
各レンズ群に対応する各レンズ保持枠の筒状部における前記カムフォロワの光軸方向位置の内周部に、当該レンズ群の像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように配置することによって、
レンズ保持枠に光軸方向外力が作用した際にカムフォロワ周りの変形を撮像側に配置されるレンズ保持枠の筒状部で補強支持してカムフォロワがカム溝から脱落することを防止する。このようにすれば、カム溝の係合部分の深さを増大させたり、カムフォロワの脱落を防止するための特別な形状に形成したりする必要がなくなり、鏡筒径の増加を抑えて耐衝撃性を高めることができる。

本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴としてのズームレンズ鏡胴の短焦点端、すなわち広角（ＷＩＤＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図である。 図１のズームレンズ鏡胴の長焦点端、すなわち望遠（ＴＥＬＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を縦断面図である。 図２の望遠（ＴＥＬＥ）状態のズームレンズ鏡胴における第２レンズ群保持枠、第４レンズ群保持枠および第５レンズ群保持枠からなる部分の構成を示す被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図である。 図１のズームレンズ鏡胴の第２レンズ群保持枠の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、第２レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第２レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。 図１のズームレンズ鏡胴の第４レンズ群保持枠の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、第４レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第４レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。 図１のズームレンズ鏡胴の第５レンズ群保持枠の要部の構成を示す図であり、（ａ）は、第５レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第５レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。 図１のズームレンズ鏡胴の第１の回転筒のカム溝が形成されている内周面を展開して示す展開図である。

本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴について詳細に説明するのに先立って、まず、本発明に係るレンズ鏡胴の構成の概要を説明する。本発明に係るレンズ鏡胴は、内周面に複数のカム溝が形成されているカム筒と、それぞれ１つ以上のレンズを有してなる複数のレンズ群と、前記複数のレンズ群を構成するレンズを、それぞれレンズ群毎に一体的に保持し、且つ前記カム筒の前記カム溝に係合するカムフォロワを有してなり、前記カム溝の軌跡に沿って光軸方向に沿って進退される複数のレンズ保持枠と、を備えたレンズ鏡胴であって、さらに、次のような特徴を有するものである。
すなわち、前記複数のレンズ保持枠の各レンズ保持枠は、
対応するレンズ群を構成する１つ以上のレンズを支持するレンズ支持部と、
前記レンズ支持部の周囲に形成されて該レンズ支持部を一体的に保持する筒状部と、
を有し、
前記カム筒の前記カム溝に係合する前記カムフォロワが、前記筒状部の外周面に突設されており、
各レンズ群に対応する各レンズ保持枠の筒状部における前記カムフォロワの光軸方向位置の内周部に、当該レンズ群の像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように配置し、最も像面側に位置するレンズ保持枠の筒状部における内周部には補強部材が取り付けられている（請求項１に対応する）。

このように構成して、各レンズ保持枠の筒状部の内周側に、対応するレンズ群の像面側に配置されるレンズ群のレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように挿入配置されるべく構成することによって、レンズ保持枠に光軸方向の外力が作用した際に、レンズ保持枠の筒状部を、さらに像面側に位置するレンズ群のレンズ保持枠の筒状部で内周側から支え、当該筒状部のカムフォロワ周りの変形を抑制して、カムフォロワがカム溝から脱落することを防止する。したがって、カム溝の係合深さを増大させたり、カムフォロワの脱落を防止するための特別な形状に形成したりする必要がない。
また、本発明に係るレンズ鏡胴において、光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠の筒状部相互の半径方向の間隙が、前記カム溝に対する前記カムフォロワの係合寸法よりも小さいことが望ましい（請求項２に対応する）。
このように構成することによって、レンズ保持枠のカム結合の離脱を効果的に抑制し、耐衝撃性を向上することを可能となる。
また、本発明に係るレンズ鏡胴は、光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠の筒状部は、光軸方向に沿って延在し、前記カムフォロワは、前記筒状部の像面側端部近傍に配設されることが望ましい（請求項３に対応する）。
このように構成することによって、特に、簡易な構成でレンズ保持枠のカム結合の離脱を抑制し、耐衝撃性を向上することを可能となる。

また、本発明に係るレンズ鏡胴は、光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠が、物体側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部の光軸方向に沿う長さ寸法が、当該レンズ群よりも像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部の光軸方向に沿う長さ寸法よりも長いことが望ましい（請求項４に対応する）。
このように構成することによって、特に、簡易で且つ効果的な構成でレンズ保持枠のカム結合の離脱を抑制し、耐衝撃性を向上することが可能となる。
また、本発明に係るレンズ鏡胴は、前記複数のレンズ群は、焦点距離を可変としたズームレンズを構成することも可能である（請求項５に対応する）。
このように構成することによって、特に、ズームレンズを構成するレンズ保持枠のカム結合の離脱を効果的に抑制し、耐衝撃性を向上することが可能となる。
また、本発明に係る撮像装置は、
被写体像を結像するための撮像光学系を備えた撮像装置において、上記のレンズ鏡胴を用いて前記撮像光学系を構成することができる（請求項６に対応する）。
このように構成することによって、特に、被写体像を結像するための撮像光学系を備えた撮像装置において、前記撮像光学系を構成するレンズ鏡胴における衝撃によるカム結合の離脱を効果的に抑制し、耐衝撃性を向上することが可能となる。

また、本発明に係る情報装置は、撮像機能を備えた情報装置において、前記撮像機能を達成すべく被写体像を結像する撮像光学系を、上記のレンズ鏡胴を用いて構成することができる（請求項７に対応する）。
このように構成することによって、特に、撮像機能を備えた情報装置において、前記撮像機能を達成すべく被写体像を結像する撮像光学系を構成するレンズ鏡胴における衝撃によるカム結合の離脱を効果的に抑制し、耐衝撃性を向上することが可能となる。
このような本発明のレンズ鏡胴について、以下、実施の形態に基づき、図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴としてのズームレンズ鏡胴の要部の構成を示している。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴としてのズームレンズ鏡胴の短焦点端、すなわち広角（ＷＩＤＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図、図２は、図１のズームレンズ鏡胴の長焦点端、すなわち望遠（ＴＥＬＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図、そして、図３は、図２の望遠（ＴＥＬＥ）状態のズームレンズ鏡胴における第２レンズ群保持枠、第４レンズ群保持枠および第５レンズ群保持枠からなる部分の構成を示す被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図である。

また、図４は、図１のズームレンズ鏡胴の第２レンズ群保持枠の要部の構成を示しており、（ａ）は、第２レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第２レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。図５は、図１のズームレンズ鏡胴の第４レンズ群保持枠の要部の構成を示しており、（ａ）は、第４レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第４レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。さらに、図６は、図１のズームレンズ鏡胴の第５レンズ群保持枠の要部の構成を示しており、（ａ）は、第５レンズ群保持枠を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第５レンズ群保持枠を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。また、図７は、図１のズームレンズ鏡胴の第１の回転筒のカム溝が形成されている内周面を展開して示す展開図である。
図１〜図７に示すズームレンズ鏡胴は、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４、第５レンズ群１５、シャッタ／絞りユニット１６、固体撮像素子１７、ローパスフィルタ１８、直進筒２１、第２レンズ群保持枠２２、第３レンズ群保持枠２３、第４レンズ群保持枠２４、第５レンズ群保持枠２５、固定枠３１、第１の回転筒３２、第２の回転筒３３、直進ライナー３４、そしてフォーカスモータ５１を具備している。

図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴としてのズームレンズ鏡胴の短焦点端、すなわち広角（ＷＩＤＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１のズームレンズ鏡胴の長焦点端、すなわち望遠（ＴＥＬＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図である。
物体側から、像面側に向かって、順次、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４および第５レンズ群１５を配置し、そして、第３レンズ群１３と第４レンズ群１４との間にシャッタ／絞りユニット１６を配置し、さらに第５レンズ群１５の像面側には、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）イメージセンサまたはＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ等を用いて構成される固体撮像素子１７を配置している。これら第１レンズ群１１〜第５レンズ群１５は、焦点距離可変のズームレンズを構成する。
第１レンズ群１１は、１枚以上のレンズからなり、該第１レンズ群１１を保持するレンズ保持枠を介して直進筒２１に固定保持されている。直進筒２１には、外周面から突出するカムフォロワ２１ａを立設しており、該カムフォロワ２１ａが第２の回転筒３３の内周面に設けられたカム溝に係合している。

第２レンズ群１２は、１枚以上のレンズからなり、レンズ保持枠としての第２レンズ群保持枠２２に固定保持されている。第２レンズ群保持枠２２の像面側端部、つまり基端部（図１において、各端部）には、外周面から突出するカムフォロワ２２ａを立設している。該カムフォロワ２２ａは、直進ライナー３４の貫通溝からなる直進キー溝に係合するとともに、さらにそのカムフォロワ２２ａの先端（突出端）がカム筒としての第１の回転筒３２の内周面に設けられたカム溝に係合している。
第３レンズ群１３は、１枚以上のレンズからなり、第３レンズ群保持枠２３に固定保持されている。第３レンズ群保持枠２３は、第２レンズ群保持枠２２に固定されたフォーカスモータ５１のリードスクリュー５１ａに、ナット機構あるいはラック機構（これらナット機構またはラック機構も、明確には図示していない）を介して支持されており、第２レンズ群保持枠２２と一体的に移動するとともに、焦点調節時にはフォーカスモータ５１の回転に伴って光軸方向に沿って駆動される。
第４レンズ群１４は、１枚以上のレンズからなり、複数のレンズ保持枠の１つである第４レンズ群保持枠２４に固定保持されている。第４レンズ群保持枠２４は、シャッタ／絞りユニット１６を一体的に保持するとともに、像面側端部、つまり基端部（図１においても端部）には、外周面から突出するカムフォロワ２４ａを立設している。該カムフォロワ２４ａは、直進ライナー３４の貫通溝からなる直進キー溝に係合するとともに、さらにそのカムフォロワ２４ａの先端（突出端）がカム筒としての第１の回転筒３２の内周面に設けられたカム溝に係合している。

第５レンズ群１５は、１枚以上のレンズからなり、第５レンズ群保持枠２５に固定保持されている。第５レンズ群保持枠２５の像面側端部、つまり基端部、には、外周面から突出するカムフォロワ２５ａを立設している。該カムフォロワ２５ａは、直進ライナー３４の貫通溝からなる直進キー溝に係合するとともに、さらにそのカムフォロワ２５ａの先端（突出端）が第１の回転筒３２の内周面に設けられたカム溝に係合している。
固定枠３１の内周面には、ヘリコイド３１ａが形成されており、このヘリコイド３１ａに、他のカム筒としての第２の回転筒３３の像面側端部、つまり基端部の外周面に形成されたヘリコイド３３ａが螺合している。
第１の回転筒３２は、直進ライナー３４の先端、つまり物体側（図１において左端側）端部、に設けられているキー部３４ａとベース部材（明確には図示されていない）とで挟持されており、像面側端部、つまり基端部の外周側には、ギア部３２ａが形成されている。
第２の回転筒３３は、基端部の外周面のヘリコイド３３ａが固定枠３１の内周面のヘリコイド３１ａに螺合するとともに、基端部の内周側に突出させて立設された駆動ピン３３ｂが第１の回転筒３２の外周面に設けられた直進溝に係合しており、第１の回転筒３２の回転に伴って駆動ピン３３ｂによって回転が伝達されて、ヘリコイド３１ａによって光軸方向に沿って進退移動する。

直進ライナー３４は、キー部３４ａが直進筒２１の内周面に形成された直進溝（明確には図示されていない）に係合するとともに、貫通溝からなる直進溝が設けられており、各レンズ保持枠２２、２４および２６のカムフォロワ２２ａ、２４ａおよび２６ａがそれぞれ係合することによって、各レンズ群１１〜１５の回転を規制している。
上述した構成によって、図示していないズームモータによる駆動力を適宜ギアを介して第１の回転筒３２のギア部３２ａに伝達して、第１の回転筒３２を回動させ、それに伴って、第２の回転筒３３を回動させ、第２の回転筒３３および第１の回転筒３２との間のカム機構を介して、直進筒２１、第２レンズ群保持枠２２、第３レンズ群保持枠２３、第４レンズ群保持枠２４および第５レンズ群保持枠２５を光軸方向に沿って進退駆動して、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、第４レンズ群１４および第５レンズ群１５を、所定のごとく移動させて、ズーミング動作を行う。
次に、本発明の特徴であるレンズ保持枠について詳細に説明する。
先に述べたように、図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴としてのズームレンズ鏡胴の短焦点端、すなわち広角（ＷＩＤＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図である。図２は、図１のズームレンズ鏡胴の長焦点端、すなわち望遠（ＴＥＬＥ）端、またはその近傍の状態における要部の構成を示す縦断面図である。

そして、図３は、図２の望遠（ＴＥＬＥ）状態のズームレンズ鏡胴における第２レンズ群保持枠２２、第４レンズ群保持枠２４および第５レンズ群保持枠２５からなる部分の外観構成を示す被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図である。また、図４は、図１のズームレンズ鏡胴の第２レンズ群保持枠２２の要部の構成を示しており、（ａ）は、第２レンズ群保持枠２２を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第２レンズ群保持枠２２を撮像素子１７側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。図５は、図１のズームレンズ鏡胴の他のレンズ保持枠としての第４レンズ群保持枠２４の要部の構成を示しており、（ａ）は、第４レンズ群保持枠２４を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第４レンズ群保持枠２４を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。さらに、図６は、図１のズームレンズ鏡胴のさらに他のレンズ枠としての第５レンズ群保持枠２５の要部の構成を示しており、（ａ）は、第５レンズ群保持枠２５を被写体側、すなわち物体側の斜め上方から見た斜視図、そして（ｂ）は、第５レンズ群保持枠２５を撮像素子側、すなわち像面側の斜め下方から見た斜視図である。また、図７は、図１のズームレンズ鏡胴の第１の回転筒３２のカム溝が形成されている内周面を展開して示す展開図である。

第２レンズ群保持枠２２は、第２レンズ群１２を支持するレンズ支持部２２ｂと、レンズ支持部２２ｂの周囲近傍から光軸方向に沿って後方、つまり像面方向、に延在させて形成される筒状部２２ｃとを有している。筒状部２２ｃの基端、つまり像面側端部、には、同一円周上に等角度間隔、つまり円周方向に等間隔に配置されて３個のカムフォロワ２２ａが立設されている（図４参照）。筒状部２２ｃの外径寸法は、第２レンズ群１２と、その外周部近傍に配置されるフォーカスモータ５１の外形が収まる寸法に決定されており、所定の肉厚を持たせることによってその内径寸法が定められている。
第４レンズ群保持枠２４は、第４レンズ群１４を支持するレンズ支持部２４ｂと、レンズ支持部２４ｂの周囲近傍から光軸方向に沿って後方、つまり像面方向、に延在させて形成される筒状部２４ｃとを有している。筒状部２４ｃの基端、つまり像面側端部、には、同一円周上に等角度間隔、つまり円周方向に等間隔に配置されて３個のカムフォロワ２４ａが立設されている（図５参照）。筒状部２４ｃの外形寸法は、第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃの内径寸法よりも若干小さく、所定の間隙を存して（圧接はしないが、充分に小さな隙間を有して）内挿し得るように決定されており、所定の肉厚を持たせることによってその内径寸法が定められている。

第５レンズ群保持枠２５は、第５レンズ群１５を支持するレンズ支持部２５ｂと、レンズ支持部２５ｂの周囲近傍から光軸方向に沿って後方、つまり像面方向に延在させて形成される筒状部２５ｃとを有している。筒状部２５ｃの基端、つまり像面側端部、には、同一円周上に等角度間隔、つまり円周方向に等間隔に配置されて３個のカムフォロワ２５ａが立設されている（図６参照）。また、筒状部２５ｃの内周側には、カムフォロワ２５ａの位置に対応して補強リブ２５ｄが設けられている（図６参照）。筒状部２５ｃの外形寸法は、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃの内形寸法よりも若干小さく、所定の間隙を存して（圧接はしないが、充分に小さな隙間を有して）内挿し得るように決定されており、所定の肉厚を持たせることによってその内径寸法が定められている。
上述した各レンズ保持枠としての第２レンズ群保持枠２２、第４レンズ群保持枠２４および第５レンズ群保持枠２５の筒状部２２ｃ、２４ｃおよび２５ｃの径方向の寸法については、第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃは、第２レンズ群１２とフォーカスモータ５１の寸法により必然的に定まるものであり、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃおよび第５レンズ群保持枠２５の筒状部２５ｃは、それぞれその前群の筒状部の内周部に収まるようにする。第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃは、その内側に他群の筒状部を納めるために特段径を広げる必要はなく、鏡筒径を増加させることはない。

次に、上述した筒状部２２ｃ、２４ｃおよび２５ｃの各々の光軸方向の長さについて説明する。
第２レンズ群保持枠２２は、図２の望遠（ＴＥＬＥ）端の状態において最も繰出した位置に配置される。この最繰り出し位置においても、カムフォロワ２２ａが第１の回転筒３２の内周面に設けられたカム溝への係合を維持することができるように筒状部２２ｃの長さＬ２が決定される。
第４レンズ群保持枠２４については、その前群、すなわち当該第４レンズ群１４の物体側に位置するレンズ群、この場合、鏡筒の位置関係に関しては直前の第２レンズ群１２、に対応する第２レンズ群保持枠２２に対する距離が最も大きくなる図１の広角（ＷＩＤＥ）端の状態において、第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃの内周側で第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃが光軸方向についてのオーバーラップ状態を維持するようにし、且つ第２レンズ群保持枠２２に対する距離が最も小さくなる図２の望遠（ＴＥＬＥ）端の状態において、第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃの像面側端部、すなわち基端、に第４レンズ群保持枠２４のカムフォロワ２４ａが干渉することがないようにして、筒状部２４ｃの長さＬ４が決定される。

第５レンズ群保持枠２５については、その前群、すなわち当該第５レンズ群１５の物体側に位置するレンズ群、この場合、直前の第４レンズ群１４、に対応する第４レンズ群保持枠２４に対する距離が最も大きくなる図１の広角（ＷＩＤＥ）端の状態において、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃの内周側で第５レンズ群保持枠２５の筒状部２５ｃが光軸方向についてのオーバーラップ状態を維持するようにし、且つ第４レンズ群保持枠２４に対する距離が最も小さくなる図２の望遠（ＴＥＬＥ）端状態において、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃの像面側端部、すなわち基端、に第５レンズ群保持枠２５のカムフォロワ２５ａが干渉することがないように筒状部２５ｃの長さＬ５が決定される。
上述のようにして、各レンズ群保持枠２２、２４および２５のうちのレンズ群保持枠２２および２４の各々の筒状部２２ｃおよび２４ｃは、広角（ＷＩＤＥ）端から望遠（ＴＥＬＥ）端までのズーム領域において、常にその内周側に、一つ後方、すなわち像面側、に配置される各レンズ群保持枠２４および２５の筒状部２４ｃおよび２５ｃが光軸方向に重なり合うようにして、各レンズ群保持枠２２、２４および２５の筒状部２２ｃ、２４ｃおよび２５ｃの長さＬ２、Ｌ４およびＬ５がそれぞれ決定されている。

第１の回転筒３２の内周面には、その展開図を図７に示すように、第２レンズ群保持枠２２（第２レンズ群１２）、第４レンズ群保持枠２４（第４レンズ群１４）および第５レンズ群保持枠２５（第５レンズ群１５）をそれぞれ駆動するためのカム溝が形成されている。第２レンズ群保持枠２２、第４レンズ群保持枠２４および第５レンズ群保持枠２５の各カムフォロワ２２ａ、２４ａおよび２５ａが、第１の回転筒３２の内周面に形成された第２群カム、第４群カムおよび第５群カムの各カム溝にそれぞれ係合しており、第１の回転筒３２の回転に伴って、第２レンズ群保持枠２２（第２レンズ群１２）、第４レンズ群保持枠２４（第４レンズ群１４）および第５レンズ群保持枠２５（第５レンズ群１５）がそれぞれ所要のズーム位置へと駆動される。
次に、上述したレンズ鏡胴が、落下衝撃等の衝撃を受けた際の作用について説明する。
第２レンズ群保持枠２２、第４レンズ群保持枠２４および第５レンズ群保持枠２５は、レンズ鏡胴の内部に配置されるため、外力を直接受けることはない。落下等の衝撃により発生する加速度によって、各レンズ群保持枠を支えているカム溝とカムフォロワとのカム結合部に負荷を受ける。

第２レンズ群保持枠２２は、筒状部２２ｃの長さＬ２が長いため、衝撃を受けた際に、第１の回転筒３２のカム溝からカムフォロワ２２ａが外れる方向である内周側に筒状部２２ｃが存在するため変形を起こし易い。しかしながら、上述したように、筒状部２２ｃの内周側には、常に光軸方向に重なり合って、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃが配置されているため、衝撃を受けた際には、第２レンズ群保持枠２２の筒状部２２ｃの変形が、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃによって抑制されて、カムフォロワ２２ａがカム溝から脱落するのを防止する。
第４レンズ群保持枠２４についても同様であり、筒状部２４ｃの内周側には、常に光軸方向に重なり合って、第５レンズ群保持枠２５の筒状部２５ｃが配置されているため、衝撃を受けた際には、第４レンズ群保持枠２４の筒状部２４ｃの変形が、第５レンズ群保持枠２５の筒状部２５ｃによって抑制されて、カムフォロワ２４ａが第１の回転筒３２のカム溝から脱落するのを防止する。
第５レンズ群保持枠２５は、その内周側に他群のレンズ保持枠が進入することがないため、他の部品を利用して筒状部２５ｃの変形を抑制することができない。しかしながら、第５レンズ群保持枠２５は、そもそも筒状部２５ｃの長さＬ５が短いため、変形に対する強度が高く、しかも外周のカムフォロワ２５ａの位置に対応させて内周側に補強部材としての補強リブ２５ｄを配設しているため、カムフォロワ２５ａの周辺の変形を抑制することが可能であり、カムフォロワ２５ａがカム溝から脱落することはない。

以上詳述したように、本発明の実施の形態に係るズームレンズ鏡胴においては、各レンズ保持枠の筒状部の内周部に、次に像面側に配置されるレンズ保持枠の筒状部が、常に、光軸方向にオーバーラップするように構成することによって、衝撃等の外力が作用した際に、カムフォロワ周辺の変形を、像面側に隣接配置されるレンズ保持枠の筒状部で補強抑制し、カムフォロワがカム溝から脱落することを防止して耐衝撃性を向上するようにしている。
また、レンズ保持枠の筒状部で耐衝撃性を向上させているため、カムフォロワがカム溝から脱落しないようにカムフォロワとカム溝との係合深さを増加させる必要がない。よって、各カム溝が設けられている回転筒の径を最小限に抑えることが可能となり、レンズ鏡胴の直径を増加させることなく、耐衝撃性を向上させることが可能である。同様に、カムフォロワがカム溝から脱落する方向の変形を抑えるための特別な形状構成を必要としないため、各部品の形状が複雑になったり、特殊な変形抑制形状を用いることによる鏡胴径の増加を招くこともない。

本発明に係るレンズ鏡胴は、ディジタルカメラ等の撮像装置、携帯電話機に代表される携帯型情報端末装置等の情報装置および画像入力装置などに適用することができる。
ディジタルカメラ等の撮像装置は、撮像光学系としての撮像レンズを備えており、この撮影レンズの鏡胴として、上述した本発明に係るレンズ鏡胴を適用することができる。このような撮像装置とすれば、大きな衝撃が加わっても故障しにくいという利点が得られる。
携帯電話機に代表される携帯型情報端末装置等の情報装置は、スティルカメラやビデオカメラ等に相当する撮像機能を備えたものがあり、このような撮像機能の撮像レンズのレンズ鏡胴として、上述したレンズ鏡胴を適用することができる。このような情報装置においても、大きな衝撃が加わっても故障しにくいという利点が得られる。

１１ 第１レンズ群
１２ 第２レンズ群
１３ 第３レンズ群
１４ 第４レンズ群
１５ 第５レンズ群
１６ シャッタ／絞りユニット
１７ 固体撮像素子
２１ 直進筒
２１ａ カムフォロワ
２２ 第２レンズ群保持枠
２２ａ カムフォロワ
２２ｂ レンズ支持部
２２ｃ 筒状部
２３ 第３レンズ群保持枠
２４ 第４レンズ群保持枠
２４ａ カムフォロワ
２４ｂ レンズ支持部
２４ｃ 筒状部
２５ 第５レンズ群保持枠
２５ａ カムフォロワ
２５ｂ レンズ支持部
２５ｃ 筒状部
２５ｄ 補強リブ
３１ 固定枠
３１ａ ヘリコイド
３２ 第１の回転筒
３２ａ ギア部
３３ 第２の回転筒
３３ａ ヘリコイド
３３ｂ 駆動ピン
３４ 直進ライナー
３４ａ キー部
５１ フォーカスモータ
５１ａ リードスクリュー

特開２００２−２７７７１１号公報 特開２０１０−１６４６９５号公報

Claims (7)

1. 内周面に複数のカム溝が形成されているカム筒と、
   それぞれ１つ以上のレンズを有してなる複数のレンズ群と、
   前記複数のレンズ群を構成するレンズを、それぞれレンズ群毎に一体的に保持し、且つ前記カム筒の前記カム溝に係合するカムフォロワを有してなり、前記カム溝の軌跡に沿って光軸方向に沿って進退される複数のレンズ保持枠と、
   を備え、
   前記複数のレンズ保持枠の各レンズ保持枠は、
   対応するレンズ群を構成する１つ以上のレンズを支持するレンズ支持部と、
   前記レンズ支持部の周囲に形成されて該レンズ支持部を一体的に保持する筒状部と、
   を有し、
   前記カム筒の前記カム溝に係合する前記カムフォロワは、前記筒状部の外周面に突設されており、
   各レンズ群に対応する各レンズ保持枠の筒状部における前記カムフォロワの光軸方向位置の内周部に、当該レンズ群の像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部が光軸方向に常に重なるように配置され、最も像面側に位置するレンズ保持枠の筒状部における内周部には補強部材が取り付けられていることを特徴とするレンズ鏡胴。
2. 光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠の前記筒状部相互の半径方向の間隙は、前記カム溝に対する前記カムフォロワの係合寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
3. 光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠の筒状部は、光軸方向に沿って延在し、前記カムフォロワは、前記筒状部の像面側端部近傍に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡胴。
4. 光軸方向に重なり合う前記レンズ保持枠は、物体側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部の光軸方向に沿う長さ寸法が、当該レンズ群よりも像面側に位置するレンズ群に対応するレンズ保持枠の筒状部の光軸方向に沿う長さ寸法よりも長いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
5. 前記複数のレンズ群は、焦点距離を可変としたズームレンズを構成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
6. 被写体像を結像するための撮像光学系を備えた撮像装置において、請求項１〜請求項５のいずれか１項のレンズ鏡胴を用いて前記撮像光学系を構成してなることを特徴とする撮像装置。
7. 撮像機能を備えた情報装置において、前記撮像機能を達成すべく被写体像を結像する撮像光学系を、請求項１〜請求項５のいずれか１項のレンズ鏡胴を用いて構成してなることを特徴とする情報装置。

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