JP5906442B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Description

本開示は、沈胴式のレンズ鏡筒に関する。

特許文献１、特許文献２に開示のレンズ鏡筒では、ヘリコイドが形成された回転枠を、ズームモータにより回転させる。また、このレンズ鏡筒では、固定枠によりレンズ枠を回転規制することによって、レンズ枠が回転枠とともに光軸方向に移動する。これにより、焦点距離が調整されたり、所望の主被写体に対してピントが合わせられたりする。

特開平５−１００１４４号公報 特開平８−２１１４７０号公報

本開示は、沈胴式のレンズ鏡筒であって、使用時の鏡筒全長をより長くできるレンズ鏡筒を提供する。

本開示にかかるレンズ鏡筒は、固定枠と、回転枠と、第１直進枠と、第１レンズ保持枠と、第１駆動部とを、備えている。回転枠は、固定枠と係合する。第１直進枠は、回転枠と係合する。第１レンズ保持枠は、少なくとも１枚以上のレンズからなる第１レンズ群を保持する。また、第１レンズ保持枠は、回転枠と係合する。第１駆動部は、第１直進枠に取り付けられている。第１駆動部は、回転枠を光軸回りに回転させるように駆動する。
ここでは、第１駆動部の駆動による回転枠の回転運動に伴って、第１駆動部と第１直進枠とが一体となって固定枠に対して光軸方向に相対的に移動する。このときには、相対的に移動する第１直進枠に対して、第１レンズ保持枠が光軸方向にさらに相対的に移動する。

本開示かかる沈胴式のレンズ鏡筒は、使用時の鏡筒全長をより長くするのに有効である。

実施の形態１にかかる撮像装置の斜視図 実施の形態１にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒の断面図 実施の形態１にかかる望遠端撮影状態におけるレンズ鏡筒の断面図 実施の形態１にかかるカム枠ギアと出力ギアの係合を示す図 実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の内部斜視図 実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の内部斜視図 実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の内部正面図 実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の内部正面図 実施の形態１にかかるレンズ鏡筒の内部正面図 実施の形態２にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒の断面図 実施の形態３にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒の断面図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる撮像装置１の斜視図である。撮像装置１はレンズ交換式のデジタルカメラであり、主に、カメラ本体３と、カメラ本体３に取り外し可能に装着されたレンズ鏡筒２を備えている。レンズ鏡筒２は、レンズ４（後述するＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）を保持する。図１には、レンズ４の光軸として、光軸ＡＸを表示している。光軸ＡＸ方向とは、光軸ＡＸに沿う方向であり、光軸ＡＸと平行な方向である。レンズ鏡筒２は、ズームレバー７７とフォーカスレバー７８を備える。ズームレバー７７はユーザの操作を受け付け、レンズ４を光軸ＡＸ方向に駆動することにより、焦点距離を調節する。また、フォーカスレバー７８はユーザの操作を受け付け、レンズ４を光軸ＡＸ方向に駆動することにより、フォーカスを調節する。

図２は、実施の形態１にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒２の断面図である。レンズ鏡筒２は、外枠７０と、レンズマウント７１と、固定枠７４と、カム枠５０（回転枠の一例）と、内側直進枠４１（第１直進枠の一例）と、外側直進枠４６（第２直進枠の一例）と、第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ保持枠１１と、第２レンズ保持枠１５と、第３レンズ保持枠１７と、第４レンズ保持枠１９と、ズームモータユニット６０（第１駆動部の一例）とを備える。なお、外枠７０及び固定枠７４は、固定枠の一例である。

レンズマウント７１は、カメラ本体３に取付け可能なマウントである。外枠７０はレンズマウント７１に固定されており、概ね筒状の部材である。固定枠７４は、外枠７０に固定される。
カム枠５０は、外周側に設けられる第２バヨネットキー４８ｂと、第１カムピン５６と、内周側に設けられる第１バヨネット溝４３ａと、内側直進枠４１よりもレンズマウント７１側に設けられるカム枠ギア５５（ギア部の一例）を、備える。第１カムピン５６は、外枠７０と係合する。カム枠５０は、光軸ＡＸ回りに回転することにより、外枠７０に対し相対的に光軸ＡＸ方向に案内されるよう支持される。

内側直進枠４１は、カム枠５０の内周側に設けられ、カム枠ギア５５と遠い側の端部に第２直進キー４２と、内周側に第１バヨネットキー４３ｂと、を備える。第１バヨネット溝４３ａは、第１バヨネットキー４３ｂと係合する。内側直進枠４１は、カム枠５０との光軸ＡＸ方向の相対移動が規制され、カム枠５０とともに光軸ＡＸ方向に移動可能に支持される。

外側直進枠４６は、外周側に第３直進キー４７を備え、内周側に第２バヨネット溝４８ａを備え、内周側に光軸ＡＸ方向に延びる第２直進ガイド溝４９を備える。第３直進キー４７は、第３直進ガイド溝７２と係合し、外側直進枠４６の光軸ＡＸ回りの回転を規制するとともに外側直進枠４６を光軸ＡＸ方向に移動可能に支持する。第２バヨネット溝４８ａは、第２バヨネットキー４８ｂと係合する。外側直進枠４６は、カム枠５０との光軸ＡＸ方向の相対移動が規制される。外側直進枠４６は、カム枠５０とともに光軸ＡＸ方向に移動可能に支持される。

第１レンズ保持枠１１は、第１レンズ群Ｇ１を保持している。第１レンズ保持枠１１は、外側直進枠４６に保持されている。第１レンズ保持枠１１は、光軸ＡＸに直交する方向（半径方向）において、外側直進枠４６と内側直進枠４１との間に配置される。
第１レンズ保持枠１１は、内周側に設けられる第２カムピン１２（第１カムピンの一例）と、内周側に設けられる第１直進ガイド溝１３と、外周側に設けられる第１直進キー１４とを、備える。第１直進キー１４は、第２直進ガイド溝４９と係合し、第１レンズ保持枠１１の光軸ＡＸ回りの回転を規制する。また、第１直進キー１４によって、第１レンズ保持枠１１は光軸ＡＸ方向に移動可能である。

第２レンズ保持枠１５は、第２レンズ群Ｇ２を保持している。第２レンズ保持枠１５は、外周側に第３カムピン１６（第２カムピンの一例）を備える。第３カムピン１６は、内側直進枠４１と円周方向で係合し、内側直進枠４１の外側でカム枠５０と係合する。これにより、第２レンズ保持枠１５は、光軸ＡＸ回りの回転が規制されつつ、カム枠５０の回転動作により光軸ＡＸ方向に移動可能に支持される。

第３レンズ保持枠１７は、第３レンズ群Ｇ３を保持している。第３レンズ保持枠１７は、外周側に第４カムピン１８（第３カムピンの一例）を備える。第４カムピン１８は、内側直進枠４１と円周方向で係合し、内側直進枠４１の外側でカム枠５０と係合する。これにより、第３レンズ保持枠１７は、光軸ＡＸ回りの回転が規制されつつ、カム枠５０の回転動作により光軸ＡＸ方向に移動可能に支持される。

第４レンズ保持枠１９は、第４レンズ群Ｇ４を保持している。第４レンズ保持枠１９は、外周側に第５カムピン２０（第４カムピンの一例）を備える。第５カムピン２０は、内側直進枠４１と円周方向で係合し、内側直進枠４１の外側でカム枠５０と係合する。これにより、第４レンズ保持枠１９は、光軸ＡＸ回りの回転が規制されつつ、カム枠５０の回転動作により光軸ＡＸ方向に移動可能に支持される。

ズームモータユニット６０は、ズームモータ６１（アクチュエータの一例）と、出力軸６２と、減速ユニット６３と、出力ギア６５とを、備える。なお、出力軸６２と、後述するギア列６４を含む減速ユニット６３と、出力ギア６５とは、伝達機構の一例である。
ズームモータ６１の断面は、実質的に長円状に形成されている。より具体的には、ズームモータ６１の断面は、円を直線で平行に切り欠いた形状に、形成されている。すなわち、ズームモータ６１の断面部は、互いに対向する直線部（後述するＨカット部）と、互いに対向する曲線部とから、形成されている。

減速ユニット６３は、ギア列６４を有する。ズームモータ６１の動力は、出力軸６２に連結されたギア列６４（減速ユニット６３）を介して、出力ギア６５に伝達される。出力ギア６５は、内側直進枠４１よりもレンズマウント７１側において、カム枠ギア５５と係合している。ズームモータユニット６０は、内側直進枠４１の内周側に取り付けられている。これにより、ズームモータ６１の出力軸６２が回転駆動すると、ギア列６４、出力ギア６５、及びカム枠ギア５５を介して、カム枠５０が光軸ＡＸ回りに回転駆動する。

フォーカスレンズ枠２８（第４レンズ保持枠の一例）は、フォーカスレンズ２９を保持する。フォーカスレンズ枠２８は、第３レンズ保持枠１７に対して、光軸方向に相対的に移動可能に支持され、フォーカスモータユニット３５（第２駆動部の一例）により光軸ＡＸ方向に駆動される。
絞りユニット６６は、第３レンズ保持枠１７に取り付けられている。絞りユニット６６は、複数の絞り羽根６７と、絞り羽根６７を駆動する絞りモータ６８とを、備えている。絞りモータ６８が発生する駆動力により、絞り羽根６７は駆動される。絞り羽根６７は、光路に進退することにより、各レンズ群を通過する光量を調節可能に構成されている。

電気基板７５は、固定枠７４に取り付けられており、電気接点ユニット７６と電気的に接続されている。本実施の形態１では、電気基板７５は、光軸ＡＸ方向から見た場合にカム枠５０の内周側に配置されている。これにより、カム枠５０をよりレンズマウント７１に近づけることができ、レンズ鏡筒２の小型化が可能となる。
なお、本実施の形態１では、４つのレンズ群及びフォーカスレンズ群を加えたレンズ構成からなる光学系を実現する場合を例示した。しかし、本発明はこれに限定されない。

図３は、実施の形態１にかかる望遠端撮影状態におけるレンズ鏡筒２の断面図である。ズームモータユニット６０は、カム枠５０を回転駆動する。これにより、カム枠５０と、内側直進枠４１と、第１レンズ保持枠１１とが、光軸方向に移動する。レンズ鏡筒２は、第１レンズ保持枠１１は、最も被写体側に移動した望遠端の状態において、光軸と垂直な方向から見て外枠７０と重複していない。

図４は、実施の形態１にかかるカム枠ギア５５と出力ギア６５の係合を示す図である。カム枠ギア５５の山径ＲＹつまり最内径が、内側直進枠４１の内径と同じ、又は内側直進枠４１の内径より大きくなるように、カム枠ギア５５は配置される。つまり、カム枠ギア５５が、内側直進枠４１よりも内周側に突出しないように、配置される。なお、山径ＲＹとは、半径方向において、光軸ＡＸとギア部の山部５５ａ（頂部）とを結ぶ線分の長さである。

図５は、第２レンズ保持枠１５、第３レンズ保持枠１７、第４レンズ保持枠１９、ズームモータユニット６０、及び電気基板７５の斜視図である。ズームモータ６１は、円周方向において第３カムピン１６と第４カムピン１８との間に配置される。ズームモータ６１では、出力軸６２（回転軸）が光軸ＡＸと略平行に配置されている。減速ユニット６３は、円周方向に配置されている。減速ユニット６３では、出力ギア６５が径方向外側に突出している。光軸ＡＸ方向から見た場合、減速ユニット６３と第３カムピン１６とは、重複している。また、電気基板７５は、中心に穴が開いた円板状に、形成されている。電気基板７５では、減速ユニット６３が設けられる領域が、切り欠かれている。これにより、光軸ＡＸ方向と直交する方向から見て、減速ユニット６３が電気基板７５と重複する位置まで移動したとしても、減速ユニット６３と電気基板７５との干渉を、防止することができる。これにより、沈胴時にズームモータユニット６０をよりレンズマウント７１に近づけることができ、レンズ鏡筒２の小型化が可能となる。

図６は、第２レンズ保持枠１５、第３レンズ保持枠１７、第４レンズ保持枠１９、ズームモータユニット６０、電気基板７５が、内側直進枠４１に挿入された状態の斜視図である。第２レンズ保持枠１５、第３レンズ保持枠１７、及び第４レンズ保持枠１９は、内側直進枠４１に被写体側から挿入される。このとき、第３カムピン１６は、第１貫通溝４４に係合し、円周方向に同位相に設けられた第４カムピン１８及び第５カムピン２０は、第２貫通溝４５に係合する。第３カムピン１６及び第１貫通溝４４では、円周方向の巾（光軸ＡＸ方向と直交する方向の巾）は、略同一である。また、第４カムピン１８、第５カムピン２０、及び第２貫通溝４５では、円周方向の巾（光軸ＡＸ方向と直交する方向の巾）は、略同一である。これにより、第２レンズ保持枠１５、第３レンズ保持枠１７、及び第４レンズ保持枠１９は、光軸回りの回転が規制され、光軸ＡＸ方向に移動可能となる。第３カムピン１６、第４カムピン１８、第５カムピン２０、第１貫通溝４４、第２貫通溝４５はそれぞれ３箇所ずつ設けられる。

第２直進キー４２は、内側直進枠４１のカム枠ギア５５から遠い側の端部に、３箇所設けられている。第２直進キー４２は、第１レンズ保持枠１１の内周側に設けられた３箇所の第１直進ガイド溝１３それぞれと、係合する。これにより、内側直進枠４１は、光軸ＡＸ回りの回転が規制される。なお、詳細な説明は省略するが、その他の直進キーは、その他の直進ガイド溝と同様に係合し、回転が規制される。

図７は、光軸ＡＸ方向から見た、レンズ鏡筒２の内部正面図である。第３カムピン１６は、光軸ＡＸ方向から見て、減速ユニット６３と重複している。第３カムピン１６及び第４カムピン１８のうちの少なくともいずれか一方は、円周方向においてズームモータ６１とフォーカスモータユニット３５との間に、配置されている。詳細には、第３カムピン１６及び第４カムピン１８のうちの少なくともいずれか一方は、円周方向においてズームモータ６１とフォーカスモータユニット３５との距離が短い範囲に、配置されている。

図８は、光軸ＡＸ方向から見た、レンズ鏡筒２の内部正面図である。フォーカスレンズ枠２８は、フォーカスレンズ２９を保持している。フォーカスレンズ枠２８は、ガイド部３０と、回転規制部３１とを、備える。フォーカスレンズ枠２８は、第３レンズ保持枠１７に設けられたフォーカスガイド軸３２と、フォーカス回転規制軸３３とに、係合する。フォーカスレンズ枠２８は、フォーカスガイド軸３２により光軸ＡＸ方向に移動可能に支持され、フォーカス回転規制軸３３によりフォーカスガイド軸３２回りの回転が規制される。フォーカスモータユニット３５は、フォーカスモータ３６と、螺子が形成されたスクリュー３７と、板金３８とを、有している。フォーカスモータユニット３５は、第３レンズ保持枠１７に取り付けられている。フォーカスモータ３６によりスクリュー３７が回転駆動されると、スクリュー３７と係合するラック３４が光軸ＡＸ方向に駆動される。これにより、フォーカスレンズ枠２８は、ラック３４と一体的に光軸ＡＸ方向に駆動される。

図９は、光軸ＡＸ方向から見た、レンズ鏡筒２の内部正面図である。ズームモータ６１は、例えば円筒をＨカットした形状である。ズームモータ６１のＨカット部は、レンズ鏡筒２の法線方向に配置される。また、ズームモータ６１は、絞りユニット６６の径方向外側に設けられる。一方、減速ユニット６３と絞りユニット６６とは、光軸ＡＸ方向から見て、部分的に重複する。フォーカスモータ３６は、回転軸が光軸ＡＸと略平行に配置される。フォーカスモータ３６は、円周方向において、第３カムピン１６と第４カムピン１８との間に、配置されている。詳細には、フォーカスモータ３６は、円周方向において第３カムピン１６と第４カムピン１８との距離が短い範囲に、配置される。さらに、円周方向においてズームモータ６１とフォーカスモータユニット３５との距離が短い範囲には、第３カムピン１６及び第４カムピン１８が配置される。また、減速ユニット６３と第３カムピン１６とは光軸ＡＸ方向から見て部分的に重複する。

本実施の形態において、レンズ鏡筒２は、固定枠７４と、カム枠５０と、内側直進枠４１と、第１レンズ群Ｇ１と、第１レンズ保持枠１１と、ズームモータユニット６０とを、備える。カム枠５０は、光軸回りに回転可能かつ光軸方向に平行移動可能に、固定枠７４に支持される。内側直進枠４１は、カム枠５０と光軸方向の距離を一定に保って、光軸方向に移動する。すなわち、内側直進枠４１は、カム枠５０とともに、光軸方向に移動する。第１レンズ群Ｇ１は、被写体の光を受けるレンズである。第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚以上のレンズからなる。第１レンズ保持枠１１は、第１レンズ群を保持し、カム枠５０と係合し、光軸方向に移動可能に外側直進枠４６に支持される。ズームモータユニット６０は、内側直進枠４１に取り付けられ、カム枠５０を回転駆動する。カム枠５０と内側直進枠４１と第１レンズ保持枠１１とは、固定枠７４に対して、相対的に光軸方向に移動可能である。光軸と垂直な方向から見て、第１レンズ保持枠１１は、最も被写体側に移動した場合に、固定枠７４と重複しない。

これにより、カム枠５０が光軸ＡＸ方向に移動しても、ズームモータ６１は常にカム枠５０に回転駆動力を伝達できる。第１レンズ保持枠１１の光軸ＡＸ方向の移動量は、固定枠７４に対するカム枠５０の移動量と、カム枠５０に対する第１レンズ保持枠１１の移動量との和となる。これにより、沈胴長が小型にしても、第１レンズ群Ｇ１の光軸ＡＸ方向の移動量を大きくできる。そのため、使用時の鏡筒全長をより長くできる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、ズームモータユニット６０は、内側直進枠４１の内周側に、取り付けられている。
これにより、ズームモータユニット６０をレンズ鏡筒２の外側に取り付けた場合に比べて余計な突出部を無くすことができる。そのため、レンズ鏡筒２を小型化できるとともに、外観形状も略円筒形となり、よりスマートなデザインを実現できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、カム枠５０は、カム枠ギア５５を有する。ズームモータユニット６０は、ズームモータ６１と、出力軸６２と、減速ユニット６３と、ギア列６４と、出力ギア６５とからなる。出力ギア６５は、カム枠ギア５５と係合し、ズームモータ６１の出力をカム枠５０に伝達する。
これにより、ズームモータ６１によりカム枠５０を内周側から回転駆動できるとともに、ズームモータ６１の出力を減速ユニット６３により増幅できる。そのため、ズームモータ６１及びレンズ鏡筒２を小型化できるとともに、外観形状も略円筒形となり、よりスマートなデザインを実現できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、カム枠ギア５５の山径は、内側直進枠４１の内径と同じか、内側直進枠４１の内径より大きい。
これにより、カム枠ギア５５が円周方向または光軸ＡＸ方向に移動しても、カム枠ギア５５の軌跡が、内側直進枠４１の内周側に突出することがない。そのため、内側直進枠４１の内周側に効率よく部品を配置することが可能となり、レンズ鏡筒２の小型化できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、ズームモータユニット６０の長手方向は光軸ＡＸと実質的に平行に配置される。なお、ズームモータユニット６０の長手方向は、出力軸６２が延びる方向に対応している。
これにより、ズームモータユニット６０の長手方向を光軸ＡＸに対して傾斜または直交して配置する場合に比べて、光軸ＡＸを中心としたズームモータユニット６０の外接円の直径を小さくできる。そのため、レンズ鏡筒２の直径を小型化できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、ズームモータユニット６０の最も短い寸法方向は、内側直進枠４１の法線方向に配置される。言い換えると、ズームモータユニット６０の最も短い寸法方向は、光軸ＡＸに直交する半径方向に沿っている。なお、ズームモータユニット６０の最も短い寸法方向は、ズームモータユニット６０の断面において対向する直線部に実質的に直交する直線が延びる方向である。より具体的には、ズームモータ６１の断面において、直線部に直交する方向を、短軸方向と定義し、短軸方向に直交する方向を、長軸方向と定義した場合、ズームモータユニット６０の最も短い寸法方向は、短軸方向に対応する。

これにより、光軸ＡＸを中心としたズームモータユニット６０の外接円の直径を最も小さくできる。そのため、レンズ鏡筒２の直径を小型化できる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、カム枠５０の光軸方向の端部は、カム枠凸部５７（突出部の一例）を、有している。カム枠凸部５７は、内側直進枠４１の端部を基準として、内側直進枠４１の端部より光軸方向に突出している。詳細には、カム枠凸部５７は、カム枠５０の光軸方向の端部と同じ側に配置される内側直進枠４１の端部よりも、光軸方向に突出している。カム枠ギア５５は、カム枠凸部５７に設けられている。

これにより、内側直進枠４１を切り欠く必要なく、内側直進枠４１の内周側にあるズームモータユニット６０の出力を、内側直進枠４１の外周側にあるカム枠５０に伝達できる。そのため、第１バヨネット溝４３ａ及び第１バヨネットキー４３ｂの配置自由度を確保できるとともに、ズームモータユニット６０の出力をカム枠５０に伝達する機構を小型化でき、レンズ鏡筒２を小型化できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、外側直進枠４６を、さらに備える。外側直進枠４６は、外枠７０と係合して、外枠７０によって回転規制されている。外側直進枠４６は、カム枠５０と係合し、カム枠５０と光軸方向の距離を一定に保って光軸方向に移動可能に支持される。第１レンズ保持枠１１は、外側直進枠４６と係合して、外側直進枠４６によって回転規制される。内側直進枠４１は、第１レンズ保持枠１１、外枠７０、及び外側直進枠４６のいずれか１つと係合し、このいずれか１つの枠によって回転規制される。

これにより、外側直進枠４６と内側直進枠４１とを回転規制でき、第１レンズ保持枠１１、第２レンズ保持枠１５、第３レンズ保持枠１７、及び第４レンズ保持枠１９を、回転規制できる。そのため、各レンズ群を外枠７０に対してより被写体側に繰り出すことができレンズ鏡筒２の使用時の鏡筒全長をより長くできる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、カム枠凸部５７は、カム枠５０のレンズマウント７１側の端部に設けられている。

これにより、カム枠ギア５５及びズームモータユニット６０を被写体から遠い側に配置できる。そのため、被写体側からレンズ鏡筒２を見たときにズームモータユニット６０が見えない位置に配置でき、外観上見栄えのよいレンズ鏡筒２を実現できる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、内側直進枠４１は、カム枠５０の内周側に設けられている。また、内側直進枠４１は、カム枠５０のカム枠ギア５５から遠い側の端部で、第１レンズ保持枠１１と係合し、第１レンズ保持枠１１によって回転規制される。ここで、カム枠５０のカム枠ギア５５から遠い側の端部は、カム枠５０のカム枠ギア５５とは反対側の端部、すなわち被写体側の端部に対応している。

これにより、ズームモータユニット６０とカム枠ギア５５との係合を妨げることなく内側直進枠４１と第１レンズ保持枠とを係合できる。そのため、内側直進枠４１の回転規制構成が簡略化できるとともに、第１レンズ保持枠が外枠７０よりも光軸ＡＸ方向被写体側に移動しても内側直進枠４１を回転規制できるため各レンズ群を外枠７０に対してより被写体側に繰り出すことができレンズ鏡筒２の使用時の鏡筒全長をより長くできる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、第１レンズ保持枠１１は、カム枠５０の外周側に設けられている。第１レンズ保持枠１１の内周側には、少なくとも１つ以上の第２カムピン１２及び第１カム溝５１のいずれか一方が、設けられている。カム枠５０の外周側には、少なくとも１つ以上の第２カムピン１２及び第１カム溝５１のいずれか他方が、設けられている。第２カムピン１２と第１カム溝５１とは、互いに係合する。外側直進枠４６は、第１レンズ保持枠１１の外周側に設けられている。

これにより、第１レンズ保持枠１１を光軸ＡＸ方向に駆動するカム機構を、第１レンズ保持枠１１の内周側または外側直進枠４６の内周側に、配置できる。そのため、カム機構がレンズ鏡筒２の外側から見えないため、外観部品を新たに設けることなく外観上見栄えのよいレンズ鏡筒２を実現できる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、内側直進枠４１の内周側に配置される第２レンズ保持枠１５を、さらに備える。第２レンズ保持枠１５は、内側直進枠４１を内周側から外周側へ貫通し且つカム枠５０と係合する第３カムピン１６を、有する。カム枠５０は、内周側に第３カムピン１６と係合する第２カム溝５２を、有する。第２レンズ保持枠１５は、内側直進枠４１との係合により回転規制されるとともに、カム枠５０の回転動作によって光軸方向に駆動される。

これにより、複数のレンズ群を光軸ＡＸ方向に駆動できるとともに、カム機構や回転規制機構をレンズ鏡筒２の外側から見えないように配置できる。そのため、光学設計及び機構設計の自由度が増し、より小型なレンズ鏡筒２を実現できる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、第２レンズ保持枠１５は、少なくとも１枚以上からなる第２レンズ群Ｇ２を、保持する。第２レンズ群Ｇ２は、第１レンズ群Ｇ１よりもレンズマウント７１側に設けられる。

これにより、カム機構や回転規制機構をレンズ鏡筒２の外側から見えないように配置できる。そのため、外観部品を新たに設けることなく外観上見栄えのよいレンズ鏡筒２を実現できる。
また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、内側直進枠４１の内周側に配置される第３レンズ保持枠１７を、さらに備える。第３レンズ保持枠１７は、内側直進枠４１を内周側から外周側へ貫通し且つカム枠５０と係合する第４カムピン１８を、有する。カム枠５０の内周側には、第４カムピン１８と係合する第３カム溝５３が、設けられている。第３レンズ保持枠１７は、内側直進枠４１との係合により回転規制されるとともに、カム枠５０の回転動作によって光軸方向に駆動される。光軸方向から見て、ズームモータ６１は、第３カムピン１６と第４カムピン１８との間に配置される。

これにより、複数のレンズ群を光軸ＡＸ方向に駆動でき光学設計の自由度を大きくできるとともに、ズームモータ６１を光軸ＡＸ方向に長く配置でき、さらに第３カムピン１６及び第４カムピン１８の光軸ＡＸ方向の配置自由度を大きくできる。そのため、より大きいズームモータ６１を配置し高速駆動を実現しながらレンズ鏡筒２の沈胴長をより短くでき小型化を実現できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、第３カムピン１６及び第４カムピン１８のうちの少なくともいずれか一方は、光軸方向から見て減速ユニット６３と重複している。
これにより、減速ユニット６３を円周方向に長くできる。そのため、減速ユニット６３による減速比を稼ぐことができ、ズームモータ６１のトルクを上げることができる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、フォーカスレンズ枠２８と、フォーカスモータユニット３５とを、さらに備える。フォーカスレンズ枠２８は、第２レンズ保持枠１５に対して、光軸方向に相対的に移動可能に支持される。フォーカスモータユニット３５は、フォーカスレンズ枠２８を光軸方向に駆動する。フォーカスモータユニット３５は、光軸方向から見て、第３カムピン１６と第４カムピン１８との間に配置される。

これにより、フォーカスレンズ枠２８を光軸ＡＸ方向に駆動でき光学設計の自由度を大きくできるとともに、フォーカスモータユニット３５を光軸ＡＸ方向に長く配置でき、さらに第３カムピン１６及び第４カムピン１８の光軸ＡＸ方向の配置自由度を大きくできる。そのため、フォーカスレンズ枠２８の光軸ＡＸ方向の移動距離を大きくしつつレンズ鏡筒２の沈胴長をより短くでき小型化を実現できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、ズームモータユニット６０とフォーカスモータユニット３５との間には、第３カムピン１６及び第４カムピン１８のうちの少なくともいずれか一方が、配置される。
これにより、第３カムピン１６及び第４カムピン１８を円周方向により等間隔に近い状態で均等に配置できる。そのため、第２レンズ群Ｇ２や第３レンズ群Ｇ３の姿勢をより安定させることが可能となる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、電気基板７５を、さらに備える。電気基板７５は、外枠７０に取り付けられ、ズームモータユニット６０に電気を供給する。
内側直進枠４１が最もレンズマウント７１側に移動した状態において、ズームモータユニット６０と電気基板７５とは、光軸と直交する平面内に配置される。
これにより、沈胴時にズームモータユニット６０をよりレンズマウント７１に近い位置に配置できる。そのため、レンズ鏡筒２の沈胴長をより短くでき小型化できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、外枠７０に対して光軸方向に移動可能に配置される絞りユニット６６を、さらに備える。絞りユニット６６は、被写体から取り込んだ光の量を調節する。ズームモータ６１と絞りユニット６６とは、半径方向に並べて配置されている。ズームモータ６１は、光軸ＡＸと直交する平面内に絞りユニットとともに配置可能に、光軸方向に移動自在である。さらに、減速ユニット６３と絞りユニット６６とは光軸ＡＸ方向から見た場合、部分的に重複する位置に配置されている。

これにより、ズームモータ６１と絞りユニット６６とが光軸ＡＸ方向に相対的に移動し光軸ＡＸと直交する方向から見て重複する位置関係になったとしても、相互干渉を回避できる。そのため、レンズ鏡筒２をより小型化できる。さらに、絞りユニット６６よりレンズマウント７１側で絞りユニット６６の最外形よりも内周側かつ第３レンズ群Ｇ３の外周側のスペースに効率的に減速ユニット６３を配置することが可能となる。そのため、レンズ鏡筒２を小型化できる。

また、本実施の形態のレンズ鏡筒２において、非使用時には、図３に示すように、内側直進枠４１は、使用時の移動領域Ｗ１（移動領域の一例）におけるレンズマウント７１側の端部の第１位置Ｄ１に配置されるか、又は使用時の移動領域Ｗ１の第１位置Ｄ１からレンズマウント７１側に向けてさらに離れた第２位置Ｄ２に、移動する。
なお、使用時の移動領域Ｗ１は、レンズ鏡筒２の使用時、例えば望遠端撮影状態とワイド端撮影状態との間で、内側直進枠４１が固定枠７４に対して光軸方向に移動する範囲である。すなわち、レンズ鏡筒２の使用時には、図３に示す移動領域Ｗ１において、内側直進枠４１が固定枠７４に対して光軸方向に移動する。

また、図３に示す移動領域Ｗ２（非使用時の移動領域）は、レンズ鏡筒２が使用状態（非使用状態）から非使用状態（使用状態）になった場合に、内側直進枠４１が移動する領域である。図３に示すように、非使用時の移動領域Ｗ２は、第１位置Ｄ１と第２位置Ｄ２との間の領域に対応している。このことから、レンズ鏡筒２の非使用時には、内側直進枠４１は、第１位置Ｄ１から第２位置Ｄ２へと移動する。

なお、図３では、レンズ鏡筒２の非使用時には、内側直進枠４１が第１位置Ｄ１から第２位置Ｄ２へと移動する場合の例を示したが、レンズ鏡筒２の非使用時に内側直進枠４１が第１位置Ｄ１に配置されてもよい。
これにより、内側直進枠４１及び第１レンズ群Ｇ１の移動量を大きく確保できる。そのため、非使用時に沈胴することが可能となり、持ち運び時などに非常に小型化でき利便性を高くできる。また、第１レンズ群Ｇ１が、望遠端で第１レンズ群が被写体側に大きく移動するような光学系にも対応できる。そのため、レンズ鏡筒２のズーム比を大きくできる。

（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒１０２の断面図である。以下、図１０を用いて、実施の形態２について説明する。なお、上記実施の形態１の構成と実質的に同じ機能を有する構成については、同じ符号を使用し、その詳細な説明は省略する。

図１０に示す構成では、内側直進枠１４１の第２直進キー１４２が、外枠１７０に設けられた第２直進ガイド溝１４９と、係合している。
このように、内側直進枠１４１に設けられた第２直進キー１４２を、光軸ＡＸ周りに回転しない部材、つまり外枠１７０に設けられた直進ガイド溝１４９と、係合させることによって、内側直進枠１４１の光軸ＡＸ回りの回転を規制することが可能となり、実施の形態１と同様に小型なレンズ鏡筒を実現できる。

（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３にかかる沈胴状態におけるレンズ鏡筒２０２の断面図である。以下、図１１を用いて、実施の形態３について説明する。なお、上記実施の形態１の構成と実質的に同じ機能を有する構成については、同じ符号を使用し、その詳細な説明は省略する。

図１１に示す構成では、内側直進枠２４１の第２直進キー２４２が、外側直進枠２４６に設けられた第２直進ガイド溝２４９と、係合している。
このように、内側直進枠２４１に設けられた第２直進キー２４２が、光軸ＡＸ周りに回転しない部材、つまり外側直進枠２４６に設けられた直進ガイド溝２４９と、係合していれば、内側直進枠２４１の光軸ＡＸ回りの回転を規制することが可能となり、実施の形態１と同様に小型なレンズ鏡筒を実現できる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態をまとめて説明する。
（１）上記実施の形態では、撮像装置１を例に撮像装置について説明しているが、撮像装置は撮像装置１に限定されない。例えば、撮像装置１は静止画撮影及び動画撮影を行えるが、撮像装置は、静止画撮影のみを行う装置であってもよいし、動画撮影のみを行う装置であってもよい。
（２）上記実施の形態では、レンズ鏡筒２を例にレンズ鏡筒について説明しているが、レンズ鏡筒はレンズ鏡筒２に限定されない。例えば、レンズ鏡筒は、交換可能なレンズ鏡筒ではなく一体型の撮像装置に用いられるレンズ鏡筒であってもよい。
（３）上記実施の形態では、ズームモータ６１を例に説明しているが、ズームモータはモータに限定されない。他のタイプのアクチュエータ（例えば、圧電アクチュエータ）などであってもその長手方向の配置及び最小寸法方向の配置が第１実施形態と同じであればよい。
（４）上記実施の形態では、固定枠７４は外枠７０に取り付けられているが、レンズマウント７１に取り付けられていてもよい。
（５）上記実施の形態では、カム枠ギア５５がレンズマウント７１側に、第２直進キー４２が被写体側に設けられているが、カム枠ギア５５が被写体側に、第２直進キー４２がレンズマウント７１側に設けられていてもよい。
（６）上記実施の形態では、カム枠５０と外枠７０とは第１カムピン５６と第５カム溝７３により係合しているが係合構成はこれに限定されない。例えばヘリコイドなどにより係合していてもよい。
（７）上記実施の形態では、各部材の回転規制は直進キーと直進ガイド溝との係合により実現しているがこれに限定されない。回転規制が実現できればその他の構成であってもよい。
（８）上記実施の形態では、フォーカスレンズ２９はそれぞれ１枚のレンズで構成されているがこれに限定されない。それぞれ複数枚のレンズにより構成されていてもよい。またはフォーカスレンズ２９がなくてもよい。
（９）上記実施の形態では、カム枠５０の内周側のカムにより駆動されるレンズ群は３つであるがこれに限定されない。例えば第２レンズ保持枠１５と第３レンズ保持枠１７のみであってもよいし４つ以上であってもよい。
（１０）上記実施の形態では、ズーム操作及びフォーカス操作はそれぞれズームレバー７７及びフォーカスレバー７８により操作されるがこれに限定されない。その他の操作部（例えば、ズームリングやフォーカスリングなど）でもよい。
（１１）上記実施の形態では、絞りユニット６６が第３レンズ群Ｇ３の被写体側に取り付けられていたがこれに限定されない。第３レンズ群Ｇ３のレンズマウント７１側に取り付けられていてもよい。
（１２）上記実施の形態では、絞りモータ６８を例に説明しているが、絞りモータ６８はモータに限定されない。他のタイプのアクチュエータ（例えば、ソレノイドアクチュエータ）などでもよい。
（１３）上記実施の形態では、絞りモータ６８は絞り羽根６７よりもレンズマウント７１側に設けられているがこれに限定されない。絞り羽根６７よりも被写体側に設けられていてもよい。
（１４）上記実施の形態では、各レンズ保持枠にカムピンを、カム枠にカム溝を備えていたがこれに限定されない。例えばレンズ保持枠にカム溝を、カム枠にカムピンを備えていてもよい。同様にバヨネット溝とバヨネットキーも反転して備えてもよい。
（１５）上記実施の形態では、第１レンズ保持枠１１は１つの部品で構成されているがこれに限定されない。例えば２部品で構成され、第２カムピン１２有する円筒部と第１レンズ群Ｇ１を保持するレンズ保持部とで分割され、互いに連結されていてもよい。
（１６）上記実施の形態では、カムピン、カム溝、直進キー、直進ガイド溝は、それぞれ３箇所ずつであるがこれに限定されない。その機能を満足すれば３箇所より少なくても多くてもよい。
（１７）上記実施の形態では、カム枠５０のレンズマウント７１側の端面は平坦であるがこれに限定されない。光軸ＡＸ方向に内側直進枠４１よりもレンズマウント７１側に突出している領域を有し、前記領域にカム枠ギア５５が設けられていればカム枠ギア５５以外の端面は切り欠き部等があってもよい。
（１８）上記実施の形態では、ギア列６４は平歯車の連結のみで構成されているがこれに限定されない。一部にウォームギアなど他のギアが連結されていてもよい。
（１９）上記実施の形態では、ズームモータユニット６０は出力ギア６５以外の部材が全て完全に内側直進枠４１の内周側に設けられているがこれに限定されない。内側直進枠４１の内周側の一部を減肉あるいは切り欠き、当該部位にズームモータ６１の一部や減速ユニット６３の一部が入り込み、内側直進枠４１と部分的に円周方向に重複する位置に配置されてもよい。

本開示のレンズ鏡筒は、小型化が可能となるので、撮像装置の分野において有用である。具体的には、デジタルスチルカメラ、ムービー、カメラ機能付き携帯電話機、スマートフォンなどに、本開示は適用可能である。

１ 撮像装置
２ レンズ鏡筒
３ カメラ本体
４ レンズ
１１ 第１レンズ保持枠
１２ 第１カムピン
１３ 第１直進ガイド溝
１４ 第１直進キー
１５ 第２レンズ保持枠
１６ 第２カムピン
１７ 第３レンズ保持枠
１８ 第３カムピン
１９ 第４レンズ保持枠
２０ 第４カムピン
２８ フォーカスレンズ枠
２９ フォーカスレンズ
３５ フォーカスモータユニット
３６ フォーカスモータ
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
４１ 内側直進枠
４２ 第２直進キー
４３ａ 第１バヨネット溝
４３ｂ 第１バヨネットキー
４４ 第１貫通溝
４５ 第２貫通溝
４６ 外側直進枠
４７ 第３直進キー
４８ａ 第２バヨネット溝
４８ｂ 第２バヨネットキー
４９ 第２直進ガイド溝
５０ カム枠
５１ 第１カム溝
５２ 第２カム溝
５３ 第３カム溝
５４ 第４カム溝
５５ カム枠ギア
５６ 第１カムピン
５７ カム枠凸部
６０ ズームモータユニット
６１ ズームモータ
６２ 出力軸
６３ 減速ユニット
６４ ギア列
６５ 出力ギア
６６ 絞りユニット
６７ 絞り羽根
６８ 絞りモータ
７０ 外枠
７１ レンズマウント
７２ 第３直進ガイド溝
７３ 第５カム溝
７４ 固定枠
７５ 電気基板
７６ 電気接点ユニット
７７ ズームレバー
７８ フォーカスレバー
ＡＸ 光軸

Claims (21)

1. 固定枠と、
   前記固定枠とカムピンまたはヘリコイドを介して係合した回転枠と、
   前記回転枠と係合した第１直進枠と、
   少なくとも１枚以上のレンズからなる第１レンズ群を保持し、前記回転枠と係合した第１レンズ保持枠と、
   前記第１直進枠に取り付けられており、前記回転枠を光軸回りに回転させるように駆動する第１駆動部と、
   を備え、
   前記第１駆動部の駆動による前記回転枠の回転運動に伴って、前記第１駆動部と前記第１直進枠とが一体となって前記固定枠に対して光軸方向に相対的に移動すると同時に、前記相対的に移動する前記第１直進枠に対して前記第１レンズ保持枠が光軸方向にさらに相対的に移動する、
   レンズ鏡筒。
2. 前記第１レンズ保持枠は、最も被写体側に移動した場合に、光軸と垂直な方向から見て前記固定枠と重複しない、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１駆動部は、前記第１直進枠の内周側に取り付けられている、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記回転枠は、ギア部を有しており、
   前記第１駆動部は、アクチュエータと伝達機構とからなり、
   前記伝達機構は、前記ギア部に係合し、前記アクチュエータの出力を前記回転枠に伝達する、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記ギア部の山径は、前記第１直進枠の内径と同じか、前記第１直進枠の内径より大きい、
   請求項４に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記アクチュエータの長手方向は、前記光軸方向に実質的に平行である、
   請求項４に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記アクチュエータの最も短い寸法方向は、前記第１直進枠の法線方向に沿っている、
   請求項４に記載のレンズ鏡筒。
8. 前記回転枠の光軸方向の一端は、突出部を有し、
   前記突出部は、前記第１直進枠の端部を基準として、前記第１直進枠の前記端部より光軸方向に突出しており、
   前記ギア部は、前記突出部に設けられている、
   請求項４に記載のレンズ鏡筒。
9. 前記固定枠と係合して回転規制され、前記回転枠と係合し、前記回転枠と光軸方向の距離を一定に保って光軸方向に移動可能に支持される第２直進枠、
   をさらに備え、
   前記第１レンズ保持枠は、前記第２直進枠と係合して回転規制され、
   前記第１直進枠は、前記第１レンズ保持枠、前記固定枠、及び前記第２直進枠のいずれか１つと係合し、前記いずれか１つの枠によって回転規制されている、
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
10. 前記突出部は、前記回転枠の光軸方向において、被写体と反対側の端部に設けられている、
    請求項８に記載のレンズ鏡筒。
11. 前記回転枠は、ギア部を有しており、
    前記第１直進枠は、前記回転枠の内周側に設けられ、前記回転枠の前記ギア部から遠い側の端部で前記第１レンズ保持枠と係合し回転規制されている、
    請求項９記載のレンズ鏡筒。
12. 前記第１レンズ保持枠は、前記回転枠の外周側に設けられ、内周側に少なくとも１つ以上の第１カムピン及び第１カム溝のいずれか一方を、有し、
    前記回転枠は、外周側に少なくとも１つ以上の第１カムピン及び第１カム溝のいずれか他方を、有し、
    前記第１カムピンと第１カム溝とは係合し、
    前記第２直進枠は、前記第１レンズ保持枠の外周側に設けられている、
    請求項９に記載のレンズ鏡筒。
13. 前記第１直進枠の内周側に配置され、前記第１直進枠を内周側から外周側へ貫通し前記回転枠と係合する第２カムピンを有する第２レンズ保持枠、
    をさらに備え、
    前記回転枠は、内周側に前記第２カムピンと係合する第２カム溝を、有し、
    前記第２レンズ保持枠は、前記第１直進枠との係合により回転規制されるとともに、前記回転枠の回転動作によって光軸方向に駆動される、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
14. 前記第２レンズ保持枠は、少なくとも１枚以上からなる第２レンズ群を、保持しており、
    前記第２レンズ群は、前記第１レンズ群よりも被写体から遠い側に設けられている、
    請求項１３に記載のレンズ鏡筒。
15. 前記第１直進枠の内周側に配置され、前記第１直進枠を内周側から外周側へ貫通し前記回転枠と係合する第３カムピンを有する第３レンズ保持枠、
    をさらに備え、
    前記回転枠は、内周側に前記第３カムピンと係合する第３カム溝を、有し、
    前記第３レンズ保持枠は、前記第１直進枠との係合により回転規制されるとともに、前記回転枠の回転動作によって光軸方向に駆動され、
    光軸方向から見て、前記アクチュエータは、前記第２カムピンと前記第３カムピンとの間に配置されている、
    請求項１３に記載のレンズ鏡筒。
16. 前記第１駆動部は、前記アクチュエータの出力を前記回転枠に伝達する伝達機構を、有し、
    光軸方向から見て、前記第２カムピン及び前記第３カムピンのうちの少なくともいずれか一方は、前記伝達機構と重複している、
    請求項１５に記載のレンズ鏡筒。
17. 前記第２レンズ保持枠に対して、光軸方向に相対的に移動可能に支持された第４レンズ保持枠と、
    前記第４レンズ保持枠を光軸方向に駆動する第２駆動部と、
    をさらに備え、
    光軸方向から見て、前記第２駆動部は、前記第２カムピンと前記第３カムピンとの間に配置されている、
    請求項１５に記載のレンズ鏡筒。
18. 前記第１駆動部と前記第２駆動部との間には、前記第２カムピン及び前記第３カムピンのうちの少なくともいずれか一方が、配置されている、
    請求項１５に記載のレンズ鏡筒。
19. 前記第１駆動部に電気を供給する電気基板、
    をさらに備え、
    前記電気基板は、前記固定枠に取り付けられ、
    前記第１直進枠が最も前記電気基板と近接する状態において、前記第１駆動部と前記電気基板とは、光軸と直行する平面内に配置される、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
20. 前記固定枠に対して光軸方向に移動可能に配置され、被写体から取り込んだ光の量を調節する絞りユニット、
    をさらに備え、
    前記第１駆動部は、アクチュエータを有し、
    前記アクチュエータは、光軸と直交する平面内に前記絞りユニットと配置可能に、光軸方向に移動可能である、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。
21. 非使用時には、前記固定枠に対して光軸方向に移動する移動領域における被写体より遠い側の第１端部と同じ第１位置、又は前記被写体を基準として前記第１端部よりさらに遠くの第２位置に、前記第１直進枠は移動する、
    請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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