JPWO2013114898A1 - レンズ鏡筒 - Google Patents
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Abstract
Description
デジタルカメラ1の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、デジタルカメラ1の斜視図である。図2は、レンズ鏡筒20の斜視図である。
デジタルカメラ1は、図1に示すように、筐体10と、レンズ鏡筒20と、を備える。
筐体10は、前板11と、後板12と、側板13と、によって構成される。前板11には、開口10Sが形成されている。
第1移動鏡筒部21は、固定鏡筒部24に対して繰り出し可能である。第2移動鏡筒部22は、第1移動鏡筒部21に対して繰り出し可能である。第3移動鏡筒部23は、第2移動鏡筒部22に対して繰り出し可能である。固定鏡筒部24は、筐体10内に固定される。レンズ鏡筒20が繰り出される場合、第1乃至第3移動鏡筒部21〜23のうち第3移動鏡筒部23が最も前方に位置する。
次に、レンズ鏡筒20の詳細構成について、図面を参照しながら説明する。図3は、レンズ鏡筒20の分解斜視図である。
レンズ鏡筒20の第1乃至第3移動鏡筒部21〜23は、光学系の光軸AXに沿って固定鏡筒部24から繰り出される。光学系には、第1乃至第4レンズ群L1〜L4が含まれる。なお、以下の説明では、光軸AXに平行な方向を「光軸方向」、光軸方向に垂直な方向を「径方向」、光軸AXを中心とする円に沿った方向を「周方向」と称する。光軸AXは、レンズ鏡筒20を構成する各枠の軸心と略一致する。
「バヨネット」または「バヨネット機構」とは、周方向に沿って設けられる「バヨネット突起」および「バヨネット溝」をそれぞれ有する枠同士が、回転自在に係合する機構、かつ光軸方向に一体的に係合する機構を、意味する。
第1移動鏡筒部21は、第1直進枠110、第1回転枠210及び第1化粧枠301を有する。第1直進枠110は、後述する固定枠100の径方向内側に配置される円筒状の樹脂部材である。第1回転枠210は、第1直進枠110の径方向内側に配置される円筒状の樹脂部材である。第1化粧枠301は、第1直進枠110の外周を覆う円筒状の板金部材である。
第2移動鏡筒部22は、第2直進枠120、第2回転枠220、第3直進枠130、第2レンズ群枠320、第2レンズ群L2、第3レンズ群枠330、第3レンズ群L3、シャッター枠335および第2化粧枠302を有する。
第2直進枠120は、第1回転枠210の径方向内側に配置される円筒状の樹脂部材である。第2回転枠220は、第2直進枠120の径方向内側に配置される円筒状の樹脂部材である。第3直進枠130は、第2回転枠220の径方向内側に配置される円筒状の樹脂部材である。第2レンズ群枠320は、第3直進枠130の径方向内側に配置されており、ズーム用の第2レンズ群L2を支持する。第3レンズ群枠330は、シャッター枠335に収容され、像ぶれ補正用の第3レンズ群L3を支持する。第3レンズ群枠330は、径方向において揺動自在にシャッター枠335によって支持されており、第3レンズ群L3とともに像ぶれ補正機構を構成している。シャッター枠335は、第3直進枠130の径方向内側に配置されており、シャッター機構を内蔵する。シャッター枠335は、第3レンズ群枠330を径方向において揺動自在に支持する。シャッター枠335には、制御用フレキシブル配線335aが接続されている。制御用フレキシブル配線335aは、固定枠100の内周面に沿って配置され、図示しない制御装置に接続されている。制御用フレキシブル配線335aは、後述するシャッター機構や像ぶれ補正機構に制御信号を伝達する。第2化粧枠302は、第2直進枠120の外周を覆う円筒状の板金部材である。
第3移動鏡筒部23は、第1レンズ群枠310、第1レンズ群L1および第3化粧枠303を有する。
第1レンズ群枠310は、第2直進枠120と第2回転枠220との間に配置される。第1レンズ群枠310は、レンズ鏡筒20内に光を取り込むための第1レンズ群L1を支持する。第3化粧枠303は、第1レンズ群枠310の外周を覆う円筒状の板金部材である。
固定鏡筒部24は、固定枠100、第4レンズ群枠340、第4レンズ群L4、ズームモータ241、ズームギア242、フォーカスモータ243、マスターフランジ244、撮像素子245および撮像素子フレキシブル配線245aを有する。
固定枠100は、第1直進枠110および第1回転枠210の径方向外側に配置される円筒状の樹脂部材である。第4レンズ群枠340は、マスターフランジ244に取り付けられ、フォーカスモータ243によって光軸方向に駆動される。第4レンズ群枠340は、フォーカス調整用の第4レンズ群L4を支持する。
以下において、レンズ鏡筒20を構成する枠について、図面を参照しながら説明する。具体的には、固定枠100、第1直進枠110、第1回転枠210、第2直進枠120、第2回転枠220、第3直進枠130、第1レンズ群枠310、第2レンズ群枠320、第3レンズ群枠330、およびシャッター枠335の構成について順次説明した後に、枠どうしの係合状態について説明する。
図4は、固定枠100の斜視図である。
固定枠100は、固定枠本体101と、ズームギア支持部102と、を有する。
固定枠本体101は、円筒状に形成され、内周面100Sと外周面100Tを有する。
前支持部102は、外周面100Tから突出するように設けられる。前支持部102は、ズームギア242の前端を回転自在に支持する。本実施形態において、前支持部102は、前板11によって覆われるため、筐体10の外部に露出しない(図1参照)。なお、ズームギア242の歯部は、固定枠本体101の内側に突出している。
5本の直進溝a1は、光軸方向に沿って内周面100Sに形成されており、周方向において適宜間隔をあけて配置される。
3本のカム溝b1は、光軸方向と交差するように内周面100Sに形成される。
図5は、第1直進枠110の斜視図である。
第1直進枠110は、第1直進枠本体111と、5本の直進突起A1と、3本の直進溝a2と、バヨネット溝e1と、バヨネット突起E0と、を有する。
直進枠本体111は、円筒状に形成され、内周面110Sと外周面110Tを有する。
3本の直進溝a2は、光軸方向に沿って内周面110Sに形成される。
バヨネット溝e1は、内周面110Sの後端部において周方向に沿って円弧状に形成される。バヨネット溝e1は、3本の直進溝a2と交差している。
図6は、第1回転枠210の斜視図である。
第1回転枠210は、第1回転枠本体211と、ギア部212と、を有する。
第1回転枠本体211は、円筒状に形成され、内周面210Sと外周面210Tを有する。
ギア部212は、外周面210Tの後端部に立設されており、周方向に沿って形成される。ギア部212がズームギア242に噛合することによって、第1回転枠210は、ズームモータ241の駆動力によって周方向に回転される。なお、図示しないが、ギア部212は、第1直進枠110の直進突起A1よりも後方に位置している。
3つのカムフォロアB1は、外周面210Tの後端部に立設される。3つのうち2つのカムフォロアB1は、ギア部212の両端に配置されている。3つのカムフォロアB1は、固定枠100の3つのカム溝b1に係合される。
バヨネット溝e0は、外周面210Tの前端部に形成される。バヨネット溝e0は、周方向に沿って円弧状に形成される。バヨネット溝e0は、3本のカム溝b2と交差している。バヨネット溝e0には、バヨネット突起E0が係合される。
3本の直進溝a3は、内周面210Sにおいて光軸方向に沿って形成される。3本の直進溝a3のうち2つは近接しており、残り一つは120°〜180°離れて形成される。
図7は、第2直進枠120の斜視図である。
第2直進枠120は、第2直進枠本体121と、2つの係止部122と、を有する。
2つの係止部122は、第2直進枠本体121の後端面上に立設され、後方に向かって突出している。また、2つの係止部122は、光軸AX(図3参照)を中心として略対称な位置に形成される。後述するように、2つの係止部122が第3直進枠130に係止されることによって、第3直進枠130の第2直進枠120に対する相対回転が抑止される。なお、本実施形態では、2つの係止部122のうち一方が他方よりも周方向に長く形成されている。
3つの直進カムフォロアAB2は、外周面120Tの後端部に立設され、周方向において略等ピッチで配置される。3つの直進カムフォロアAB2は、第1回転枠210の3本のカム溝b2に係合される。また、3つの直進カムフォロアAB2は、3本のカム溝b2に挿通され、かつ、第1直進枠110の3本の直進溝a2に係合される。
バヨネット溝e2は、周方向に沿って内周面120Sの後端部に形成される。バヨネット溝e2は、3本の直進溝a4と交差している。
図8は、第2回転枠220の斜視図である。
第2回転枠220は、第2回転枠本体221と、3つの直進突起A3と、3つのバヨネット突起E2と、2本のバヨネット溝e3と、3本のカム溝b3と、3本のカム溝b4と、3本のカム溝b5と、を有する。ただし、図8では、カム溝b3、カム溝b4、カム溝b5が各々2本ずつ図示されている。
第2回転枠本体221は、円筒状に形成され、内周面220Sと外周面220Tを有する。
3つのバヨネット突起E2は、外周面220Tの後端部において周方向に沿って形成される。3つのバヨネット突起E2は、3つの直進突起A3より前方に配置される。バヨネット突起E2は、第2直進枠120のバヨネット溝e2に係合される。本実施形態において、バヨネット突起E2とバヨネット溝e2とは、第2回転枠220を第2直進枠120に回転自在に係合するためのバヨネット機構を構成している。
3本のカム溝b3は、光軸方向と交差するように外周面220Tに形成され、周方向において略等ピッチで配置される。
図9は、第3直進枠130の斜視図である。
第3直進枠130は、第3直進枠本体131と、フランジ部132と、2つの係止凹部133と、を有する。
第3直進枠本体131は、円筒状に形成され、内周面130Sと外周面130Tを有する。
2つの係止凹部133は、フランジ部132の外縁に形成される切り欠きである。2つの係止凹部133は、光軸AX(図3参照)を中心として略対称な位置に形成される。ここで、図10は、第2直進枠120と第2回転枠220と第3直進枠130とを組み付けた状態を示す模式図である。図10に示すように、第2直進枠120の2つの係止部122が第3直進枠130の2つの係止凹部133に係止されることによって、第3直進枠130の第2直進枠120に対する相対回転が抑止される。なお、2つの係止部122の一方が他方よりも周方向に長く形成されているのに対応して、2つの係止凹部133の一方が他方よりも周方向に長く形成されている。これによって、2つの係止凹部133の強度が向上されている。
2つのバヨネット突起E3は、外周面130Tの略中央部において周方向に沿って形成される。2つのバヨネット突起E3は、互いに平行に形成される。2つのバヨネット突起E3は、第2回転枠220の2本のバヨネット溝e3に係合される。本実施形態において、バヨネット突起E3とバヨネット溝e3とは、第3直進枠130を第2回転枠220に回転自在に係合するためのバヨネット機構を構成している。なお、バヨネット突起E3と第2回転枠220のカム溝b4との位置関係については後述する。
3つの直進溝a6は、内周面130Sから外周面130Tまで第3直進枠本体131を貫通している。3つの直進溝a6は、光軸方向に沿って延びており、周方向において略等ピッチで配置される。
退避カム溝a7は、後述する退避カムピン411(図14参照)を案内する。退避カム溝a7と退避カムピン411とによって、退避レンズ枠401を移動させるためのカム機構が構成されている。このカム機構は、第3直進枠130が退避レンズ枠401に対して光軸方向において相対移動することに応じて、退避レンズ枠401の姿勢を変更させる。
図11は、第1レンズ群枠310の斜視図である。
第1レンズ群枠310は、第1レンズ群枠本体311と、3つの直進突起A4と、3つのカム突起B3と、を有する。
第1レンズ群枠本体311は、円筒状に形成され、内周面310Sと外周面310Tを有する。第1レンズ群枠本体311には、後方に向かって突出する3つの突出部311aが形成されている。
3つのカム突起B3は、突出部311aの内周面310Sに立設され、周方向において略等ピッチで配置される。3つのカム突起B3は、第2回転枠220の3本のカム溝b3に係合される。
本実施形態において、3つの直進突起A4と3つのカム突起B3とは、突出部311aを挟んで略反対に配置されている。
図12は、第2レンズ群枠320の斜視図である。
第2レンズ群枠320は、第2レンズ群枠本体321と、3つの直進突起A5と、3つのカム突起B4と、を有する。
3つの直進突起A5は、外周面320Tの後端部上に形成され、周方向において略等ピッチで配置される。3つの直進突起A5は、第3直進枠130の3本の直進溝a5に係合される。
3つのカム突起B4は、3つの直進突起A5上に形成される。3つのカム突起B4は、第2回転枠220の3本のカム溝b4に係合される。
図13及び図14では、シャッター枠335の内部に第3レンズ群枠330が収容された状態が図示されている。図13及び図14を用いて、第3レンズ群枠330の構成を説明する。
第3レンズ群枠330すなわちOIS(Optical Image Stabilizer)ユニットは、主に、OIS枠400と、退避レンズ枠401と、退避軸402と、退避カムピン411と、像ぶれ補正用の第3レンズ群L3と、を有している。
続いて、図13を参照しながら、シャッター枠335の構成について説明する。
シャッター枠335は、シャッター枠本体336と、3つの直進突起A6と、3つのカム突起B5と、を有する。
シャッター枠本体336は、円筒状に形成され、外周面335Tを有する。
3つの直進突起A6は、外周面335T上に形成され、周方向において略等ピッチで配置される。3つの直進突起A6は、第3直進枠130の3本の直進溝a6に係合される。
3つのカム突起B5は、3つの直進突起A6の前端部に立設される。3つのカム突起B5は、第2回転枠220の3本のカム溝b5に係合される。
図15乃至図17は、レンズ鏡筒20の断面図である。ただし、図15乃至図17は、光軸AXを通る複数の切断面が組み合わされた模式図である。なお、図15では、レンズ鏡筒20の沈胴状態が図示され、図16では、レンズ鏡筒20のワイド状態が図示され、図17では、レンズ鏡筒20のテレ状態が図示されている。本実施形態において、デジタルカメラ1の撮影可能状態とは、レンズ鏡筒20のワイド状態からテレ状態までの状態を意味する。
第1直進枠110の直進突起A1は、固定枠100の直進溝a1に係合される。第1直進枠110のバヨネット溝e1には、第1回転枠210のバヨネット突起E1が係合される。従って、第1直進枠110は、第1回転枠210に対して光軸方向の移動が規制される。また、第1直進枠110は、第1回転枠210に対して相対的な回転が可能に保持される。
第2回転枠220の直進突起A3は、第1回転枠210の直進溝a3に係合される。また、第2回転枠220のバヨネット突起E2は、第2直進枠120のバヨネット溝e2に係合される。従って、第2回転枠220は、第1回転枠210に対して回転が規制されている。したがって、第2回転枠220は、第1回転枠が回転すると、それに伴って回転される。
また、第2回転枠220の3つの直進突起A3同士の間隔のうち少なくとも2つの間隔が略150°で、第2直進枠120の2つの係止部122の間隔も同じく略150°であり、ズーム駆動時の互いの相対回転角が略150°以下とされている。そのため、第3直進枠130が第2回転枠220の回転に干渉することはない。さらに、他の角度でも同様である。
第2レンズ群枠320の直進突起A5は、第3直進枠130の直進溝a5に係合される。また、第2レンズ群枠320のカム突起B4は、第2回転枠220のカム溝b4に係合される。従って、第2レンズ群枠320は、第2回転枠220の回転に応じて、光軸方向に直進可能である。
シャッター枠335には、第3レンズ群枠330が装着されており、シャッター枠335が第3直進枠130に対して光軸方向に直進すると、第3レンズ群枠330の退避レンズ枠401が、図示しない退避機構によって回動させられる。これにより、沈胴状態から撮影可能状態に移行する際には、退避レンズ枠401は、退避位置から補正可能位置へと移動する。また、撮影可能状態から沈胴状態に移行する際には、退避レンズ枠401は、補正可能位置から退避位置へと移動する。退避レンズ枠401が補正可能位置に配置された場合、第3レンズ群L3は、光軸と垂直な面内で移動可能である。すなわち、この状態では、像ぶれ補正が可能である。
12.第2レンズ群枠320及びシャッター枠335の駆動制御
次に、第2回転枠220及び第3直進枠130による第2レンズ群枠320及びシャッター枠335の駆動制御について、図面を参照しながら説明する。図18は、第2回転枠220の内周面220Sの展開図である。図19は、図18の部分拡大図である。図20は、第2回転枠220の周方向における回転角と、第2レンズ群枠320及びシャッター枠335それぞれの光軸方向における移動量との関係を示すグラフである。
ここで前述のように、退避レンズ枠401を移動させるためのカム機構は、退避カム溝a7は、退避カム溝a7と退避カムピン411とによって構成され、第3直進枠130が退避レンズ枠401に対して光軸方向において相対移動することに応じて、退避レンズ枠401の姿勢を変更させる。退避レンズ枠401を移動させるためのカム機構の駆動ロスを減らすには、退避カム溝a7に対する退避カムピン411の圧力角を小さくすれば良い。そのためには、退避カム溝a7のストローク、すなわちシャッター枠335の移動量、を長くして、退避カム溝a7の傾きを緩やかすれば良い。(図9参照)。退避カム溝a7のストローク、すなわちシャッター枠335の移動量、を長くするには、第2レンズ群枠320とシャッター枠335が収納動作中に衝突するまでの間に、できるだけシャッター枠335が大きく移動すれば良い。これを達成するには、非退避レンズ側である第2レンズ群枠320が撮影可能状態から収納状態に移行するときに、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を遅くすれば良い。すなわち、本実施例では、第1溝部501は、第1撮影用溝b41の前端から斜め後ろに向かって徐々に湾曲するように形成されている。すなわち、第1溝部501が周方向と成す鋭角α1は、第2溝部502に近づくほど徐々に大きくなっている。一方、第2溝部502は、第1溝部501の後端から斜め後ろに向かって直線的に形成されている。すなわち、第2溝部502が周方向と成す鋭角α2は、第1溝部501が周方向と成す鋭角α1よりも大きく、かつ、全体的に略一定である。従って、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を遅くなるカム形状となっている。
このことについて、図20を参照しながら具体的に説明する。図20には、第2回転枠220の回転角と第2レンズ群枠320及びシャッター枠335の光軸方向移動量との関係が示されている。
以下において、レンズ鏡筒20の組立て方法について説明する。
まず、第2回転枠220の後方から第3直進枠130を挿入する。続いて、第3直進枠130を周方向に回転させてテレ状態にする。
次に、第3直進枠130の後方から第2レンズ群枠320を挿入する。
次に、シャッター枠335の前方からOIS枠400を挿入する。
次に、第3直進枠130の後方からシャッター枠335を挿入する。
続いて、第2レンズ群枠320を周方向に回転させて沈胴状態にする。
次に、第1レンズ群枠310の前方から第2直進枠120を被せる。
次に、第1直進枠110の後方から第1回転枠210を挿入する。続いて、第1回転枠210の後方から第2直進枠120を挿入する。
次に、固定枠100の後方から第1直進枠110を挿入する。
〈作用及び効果〉
(1)非退避レンズ側である第2レンズ群枠320が撮影可能状態から収納状態に移行するときに、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を遅くする。そうすることで、第2レンズ群枠320とシャッター枠335が収納動作中に衝突するまでの間にシャッター枠335が大きく移動できる。
(2)退避レンズ側であるシャッター枠335が撮影可能状態から収納状態に移行するときに、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を速くする。そうすることで、第2レンズ群枠320とシャッター枠335が収納動作中に衝突するまでの間にシャッター枠335が大きく移動できる。
(3)非退避レンズ側である第2レンズ群枠320が撮影可能状態から収納状態に移行するときに、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を遅くする。さらに、退避レンズ側であるシャッター枠335が撮影可能状態から収納状態に移行するときに、最初はできるだけ光軸方向への移動速度を速くする。
そのため、退避カム溝a7のストローク、すなわちシャッター枠335の移動量が長くなり、退避カム溝a7の傾きを緩やかすることができ、退避カム溝a7に対する退避カムピン411の圧力角を小さくできる。結果、退避レンズ枠401を移動させるためのカム機構の駆動ロスを減らすことができる。
(A)上記実施形態において、レンズ鏡筒20は、第1直進枠110と第2直進枠120と第1レンズ群枠310とによる3段沈胴式であることとしたが、これに限られるものではない。レンズ鏡筒20は、第1直進枠110と第2直進枠120とによる2段沈胴式であってもよい。この場合、レンズ鏡筒20は、第2回転枠220および第3直進枠130を備えていなくてもよい。さらに、レンズ鏡筒20は、4段以上の沈胴式であってもよい。
(C)上記実施形態では、2つの枠のうち一方の枠に直進溝aが形成され、他方の枠に直進突起Aが形成されているが、これに限られるものではない。2つの枠のうち一方の枠に直進突起Aが形成され、他方の枠に直進溝aが形成されていてもよい。また、2つの枠のそれぞれに直進溝aと直進突起Aとが形成されていてもよい。
(F)上記実施形態では、第3直進枠130と第2回転枠220との係合に着目して、バヨネット突起E3とカム溝b4との位置関係を説明したが、これに限られるものではない。上述の位置関係を有するバヨネット突起とカム溝との組合せは、バヨネット機構を介して係合される2つの枠体に適用することができる。
(I)上記実施形態では、第1及び第2バヨネット突起E31,E32が、光軸方向において互いに対向することとしたが、これに限られるものではない。第1及び第2バヨネット突起E31,E32は、周方向において互いにずれた位置に配置されていてもよい。
10 …筐体
20 …レンズ鏡筒
21 …第1移動鏡筒部
22 …第2移動鏡筒部
23 …第3移動鏡筒部
24 …固定鏡筒部
100…固定枠
110…第1直進枠
120…第2直進枠
122…係止部
130…第3直進枠
133…係止凹部
210…第1回転枠
212…ギア部
220…第2回転枠
241…ズームモータ
242…ズームギア
310…第1レンズ群枠
320…第2レンズ群枠
330…第3レンズ群枠
335…シャッター枠
a1〜a6 …直進溝
A1,A3〜A6 …直進突起
b1〜b5 …カム溝
B1,B3〜B5 …カムフォロア
AB2 …直進カムフォロア
e1〜e3 …バヨネット溝
E1〜E3 …バヨネット突起
Claims (1)
- 内周面に形成された第1及び第2カム溝を有する筒状のカム枠と、
前記カム枠の内側に配置され、前記第1カム溝に係合される第1カム突起を有する第1枠と、
前記カム枠の内側において前記第1枠の被写体と反対側に配置され、前記第2カム溝に係合される第2カム突起を有する第2枠と、
前記第1枠又は前記第2枠に支持され、撮影可能状態と収納状態との移行期間に退避軸回りに移動する退避レンズ枠と、
を備え、
前記第1枠の一部は、収納状態において、撮影可能状態時の前記退避レンズ枠の位置に配置され、
前記第1カム溝は、撮影可能状態において前記第1枠を駆動させるための第1撮影用溝と、撮影可能状態と収納状態との間を移行中に前記第1枠を駆動させるための第1収納用溝と、を有し、
前記第1収納用溝は、前記第1撮影用溝に連なる第1溝部と、前記第1溝部に連なる第2溝部と、を含み、
前記カム枠の前記内周面の展開図上において、前記第1溝部が前記カム枠の周方向と成す鋭角は、前記第2溝部が前記周方向と成す鋭角よりも小さい、
レンズ鏡筒。
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