JP6645688B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に関する。

従来、デジタルカメラでは、携帯性の点から外形サイズの小型化が要求されている（特許文献１参照）。

特許第５３６１５６６号公報

特許文献１に開示されたカメラでは、カメラ正面から見て右下に駆動源とギヤ列が配置され、左右方向および上下方向に大きなスペースを取っているため、カメラ本体の小型化を阻害する。

このような課題に鑑みて、本発明は、機能を損なわずに小型化可能な光学機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学機器は、カム溝が内周に形成されるカム筒と、前記カム溝と係合する係合部材を備える移動部材と、駆動部材と、前記駆動部材の駆動力を伝達する第１のギヤ部と、前記カム筒の外周に形成されたギヤ部と噛み合う第２のギヤ部と、を備えるギヤと、を有し、前記カム筒の外周には、前記カム溝の一部が貫通する貫通領域を備える切り欠き部が形成され、前記貫通領域には、前記係合部材と係合する係合部が形成され、前記第１のギヤ部の一部は、前記貫通領域を介して、前記カム筒の内部に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、機能を損なわずに小型化可能な光学機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る光学機器の一例である撮像装置の沈胴時の鏡筒断面図である。 撮像装置の撮影時の鏡筒断面図である。 レンズ鏡筒の展開図である。 移動カム環の内面展開図である。 固定カム環の内面展開図である。 移動カム環とギヤ列の位置関係を示す図である。 移動カム環の説明図である。 撮像装置の沈胴時の状態を示す図である。 撮像装置の繰り出し時の状態を示す図である。 撮像装置の撮影時の状態を示す図である。

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、図１〜図３を参照して、本実施形態のレンズ鏡筒２００の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学機器の一例である撮像装置の沈胴時の断面図である。図２は、撮像装置の撮影時の断面図である。図３は、レンズ鏡筒２００の展開図である。

レンズ鏡筒２００は、３群レンズ構成で、１群ユニット、２群ユニット、および３群ユニットを備える。１群ユニットは、第１レンズ群１１、第１レンズ群１１を保持する１群レンズ保持枠１０１、および１群レンズ保持枠１０１を保持するとともにレンズを保護するレンズバリア部材を備える１群地板１０２を有する。２群ユニットは、第２レンズ群１２、光量調整部材である絞りユニット１０３、第２レンズ群１２を保持する２群レンズ保持枠１０４、およびシャッタ部材（不図示）を備える２群地板（移動部材）１０５を有する。３群ユニットは、第３レンズ群１３、および第３レンズ群１３を保持する３群レンズ保持枠１０６を有する。第１レンズ群１１と第２レンズ群１２は、変倍系のレンズ群である。第３レンズ群１３は、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ群である。また、２群ユニットは、撮影中に２群レンズ保持枠１０４が光軸と直交する方向へ移動することで撮影時の手振れ等を補正する。なお、本実施形態では３群レンズ構成のレンズ鏡筒２００を使用しているが、異なる構成のレンズ鏡筒を使用してもよい。

３群レンズ保持枠１０６は、光軸に沿って直進移動可能にセンサホルダ１０７に取り付けられている。センサホルダ１０７には、センサプレート１１１を介して撮像素子１５が取り付けられている。撮像素子１５の前部には、センサホルダ１０７とセンサゴム（不図示）に挟まれた光学フィルタ１４が配置されている。また、センサホルダ１０７の穴部には、光軸と平行なメインガイド軸１１３と回転規制用のサブガイド軸１１４が圧入されて固定されている。さらに、センサホルダ１０７は、フォーカスモータ１１５をビスで締結することで固定している。フォーカスモータ１１５のリードスクリュー１１５ａが回転すると、３群レンズ保持枠１０６に取り付けられているラック（不図示）とリードスクリュー１１５ａが螺合することで、３群レンズ保持枠１０６が光軸に沿って移動する。

次に、各レンズ群を光軸方向へ移動させるための筒部材とズーム駆動機構について説明する。図４は、移動カム環（カム筒）１０９の内面展開図である。図５は、固定カム環１１０の内面展開図である。センサホルダ１０７は、固定カム環１１０をビスで締結することで固定している。固定カム環１１０の内周には、移動カム環１０９が設けられている。移動カム環１０９の内周には、各レンズ群が移動する際の回転を規制する直進ガイド筒１０８が設けられている。直進ガイド筒１０８と移動カム環１０９は、バヨネット結合されて光軸に沿って一体的に移動する。また、移動カム環１０９は、直進ガイド筒１０８に対して相対的に回転可能である。

図３に示されるように、直進ガイド筒１０８の内周には光軸に沿って長溝１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃが形成されている。図４に示されるように、移動カム環１０９の内周には軌跡の異なるカム溝１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃが形成されている。図５に示されるように、固定カム環１１０の内周には、カム溝１１０ａと直線状の直進ガイド溝１１０ｂが形成されている。カム溝１１０ａには移動カム環１０９の外周に設けられたフォロワピン１０９ｄが嵌合し、フォロワピン１０９ｄはカム溝１１０ａに沿って移動する。また、直進ガイド溝１１０ｂには直進ガイド筒１０８に設けられた直進ガイド部１０８ｄが嵌合し、直進ガイド部１０８はガイド溝１０８により回転規制されるので、直進ガイド筒１０８は光軸に沿って直進移動のみ行う。カム溝１０９ａには１群地板１０２の外周に設けられたフォロワピン１０２ａが嵌合し、フォロワピン１０２ａはカム溝１０９ａに沿って移動する。カム溝１０９ｂには２群地板１０５の外周に設けられたフォロワピン（係合部材）１０５ａが嵌合し、フォロワピン１０５ａはカム溝１０９ｂに沿って移動する。カム溝１０９ｃには絞りユニット１０３の外周に設けられたフォロワピン１０３ａが嵌合し、フォロワピン１０３ａはカム溝１０９ｃに沿って移動する。１群地板１０２、絞りユニット１０３、および２群地板１０５はそれぞれ、長溝１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃによって回転規制されることで光軸に沿って直進移動する。

センサホルダ１０７には、ギヤ列を介してズームモータ（駆動部材）１１２が取り付けられている。図６は、移動カム環１０９とギヤ列の位置関係を示す図である。ズームモータ１１２の駆動軸には、出力ギヤ１２０が取り付けられている。ギヤ１１６〜１１９はそれぞれ、波数の異なる大径ギヤ部と小径ギヤ部を同軸上に備える段付きギヤである。ギヤ１１６は、大径ギヤ部（第１のギヤ部）１１６ａと小径ギヤ部（第２のギヤ部）１１６ｂを備えるギヤ列の最終ギヤである。大径ギヤ部１１６ａは、ギヤ１１７と噛み合う。小径ギヤ部１１６ｂは、移動カム環１０９の外周に形成されたギヤ部１０９ｅと噛み合う。大径ギヤ部１１６ａは、小径ギヤ部１１６ｂの後方（撮像素子１５側）に配置されている。小径ギヤ部１１６ｂは、移動カム環１０９の繰り出し量に対応できるように形成されている。

ズームモータ１１２が駆動すると、ギヤ１１６からギヤ部１０９ｅに駆動力が伝達されて移動カム環１０９が回転する。このとき、フォロワピン１０９ｄはカム溝１１０ａに沿って移動するため、移動カム環１０９は光軸に沿って移動する。また、直進ガイド部１０８ｄは直進ガイド溝１１０ｂに沿って直進移動することで、直進ガイド筒１０８は移動カム環１０９と一体的に光軸に沿って直進移動する。このとき、移動カム環１０９に追従する１群ユニット、絞りユニット１０３、および２群ユニットも回転規制されながら光軸に沿って移動する。

図７を参照して、移動カム環１０９について説明する。図７は、移動カム環１０９の説明図である。図７（ａ）は、移動カム環１０９の側面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図７（ｃ）、図７（ｂ）の点線で囲んだＢ部の拡大図である。移動カム環１０９には、小型化を目的として、切り欠き部１０９ｆが形成されている。切り欠き部１０９ｆと移動カム環１０９の内周に形成されているカム溝１０９ｂの一部が交差することで、切り欠き部１０９ｆにはカム溝１０９ｂが貫通した穴部（貫通領域）１０９ｇが形成される。本実施形態では、カム溝１０９ｂの一部である穴部１０９ｇは、レンズ鏡筒２００が沈胴状態と撮影状態との間を遷移する際に使用され、高精度や高強度を要求されない領域である。カム溝１０９ｂと切り欠き部１０９ｆが交差することで金型の作成は難しくなるが、交差する領域はレンズ位置の精度が要求されない領域なので問題なく金型を作成することができる。

次に、本実施形態におけるズームレンズ鏡筒の繰り出しおよび収納動作を図８〜図１０を参照して説明する。図８〜図１０は、移動カム環１０９と、移動カム環１０９と係合する２群地板１０５のフォロワピン１０５ａと、ギヤ列の状態を示す図である。

図８は、撮像装置が沈胴時の状態（沈胴状態）の図である。図８（ａ）は背面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。ギヤ１１６の大径ギヤ部１１６ａは、図８（ａ）に示されるように、径方向において切り欠き部１０９ｆに重なるように配置されている。そのため、大径ギヤ部１１６ａがギヤ部１０９ｅと噛み合うことはなく、従来に比べてギヤを減らすことができる。したがって、ギヤ列をコンパクトに配置することができ、レンズ鏡筒およびカメラ本体の小型化を可能にする。フォロワピン１０５ａは、図８（ｂ）に示されるように、カム溝１０９ｂと係合している。ズームモータ１１２が駆動を開始すると、ギヤ列を介してギヤ部１０９ｅに駆動力が伝達され、各レンズ群が移動カム環１０９のカム溝１０９ａ〜１０９ｃに追従しながら光軸に沿って移動を開始する。

移動カム環１０９が図８の状態から図８（ａ）の反時計方向へ回転すると、図９に示されるように、フォロワピン１０５ａが移動カム環１０９の切り欠き部１０９ｆを通過する。図９は、撮像装置が繰り出し持の状態（繰り出し状態）である。図９（ａ）は背面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図９（ｃ）は外観図である。図９（ａ）に示されるように大径ギヤ部１１６ａは、径方向において切り欠き１０９ｆに重なっていないが、移動カム環１０９と重なっている。しかしながら、移動カム環１０９は光軸に沿って移動しており、大径ギヤ部１１６ａはギヤ部１０９ｅと干渉することはない。また、図９（ｂ），図９（ｃ）に示されるように、フォロワピン１０５ａの先端部１０５ａ１は、移動カム環１０９の穴部１０９ｇを貫通して切り欠き部１０９ｆまで侵入する。本実施形態では、フォロワピン１０５ａの斜面部１０５ａ２とカム溝１０９ｂの斜面部（係合部）１０９ｂ１が係合しているため、２群地板１０５の動作に影響はない。

移動カム環１０９が図９の状態から図９（ａ）の反時計方向へ回転すると、図１０に示されるように、撮像装置は撮影状態に到達する。図１０は、撮像装置が撮影時の状態（撮影状態）である。図１０（ａ）は背面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。図１０（ａ）に示されるように、大径ギヤ部１１６ａは、繰り出し状態と同様に、径方向において切り欠き部１０９ｆと重なっておらず、ギヤ部１０９ｅとも干渉していない。また、図１０（ｂ）に示されるように、フォロワピン１０５ａは、穴部１０９ｇを抜けて再びカム溝１０９ｂと係合する。

以上、説明したように、移動カム環１０９の外周を、カム溝１０９ｂが貫通して穴部１０９ｇが形成されるまで切り欠き、空いたスペースにレンズ鏡筒２００外部の部材を収容することで、レンズ鏡筒２００の小型化が可能となる。すなわち、カメラ本体の小型化を達成することが可能となる。

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。

例えば、本実施形態では移動カム環１０９を切り欠くことで形成されたスペースにギヤ列が収容しているが、他の部材を収容してもよい。

また、本実施形態では大径ギヤ部１１６ａの一部が切り欠き部１０９ｆ内に収容されているが、穴部１０９ｇを貫通させ、移動カム環１０９の内部に侵入してもよい。

１０５ ２群地板（移動部材）
１０５ａ フォロワピン（係合部材）
１０９ 移動カム環（カム筒）
１０９ｂ カム溝
１０９ｂ１ 係合部（斜面部）
１０９ｆ 切り欠き部
１０９g 穴部（貫通領域）

Claims (6)

1. カム溝が内周に形成されるカム筒と、
   前記カム溝と係合する係合部材を備える移動部材と、
   駆動部材と、
   前記駆動部材の駆動力を伝達する第１のギヤ部と、前記カム筒の外周に形成されたギヤ部と噛み合う第２のギヤ部と、を備えるギヤと、を有し、
   前記カム筒の外周には、前記カム溝の一部が貫通する貫通領域を備える切り欠き部が形成され、
   前記貫通領域には、前記係合部材と係合する係合部が形成され、
   前記第１のギヤ部の一部は、前記貫通領域を介して、前記カム筒の内部に配置されることを特徴とする光学機器。
2. 前記貫通領域を介して、一部が前記カム筒の内部に配置される部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記部材の一部は、前記光学機器が沈胴状態のときに前記カム筒の内部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記係合部材は、前記光学機器が撮影状態と沈胴状態との間を遷移する間、前記係合部と係合することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学機器。
5. 前記係合部材は、前記光学機器が沈胴状態のときに、前記カム溝のうち前記係合部とは異なる領域と係合することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学機器。
6. 前記第１のギヤ部の一部は、前記光学機器が沈胴状態のときに前記カム筒の内部に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光学機器。