KR20090130199A

KR20090130199A - 렌즈 배럴, 카메라 및 정보 장치

Info

Publication number: KR20090130199A
Application number: KR1020097023182A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 이와시키
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2007-04-13
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-12-18
Also published as: CN101688964B; WO2008130017A1; JP4964654B2; CN101688964A; JP2008262075A; KR101106422B1; EP2078220B1; EP2078220A4; US8045277B2; US20100046089A1; US20110128634A1; US7839579B2; EP2078220A1

Abstract

회전 실린더(21)의 제1 그룹 캠 홈(27)의 결상면측 캠 면(G1)의 캠 궤적은, 광축이 수직 교차하는 평면에 대해 각도를 이루고 있다. 캠 팔로워(25)가 결상면측 캠 홈(27)의 캠 면(G1)에 맞물리는(또는 접하는) 경우에, 충격력은 광축 방향으로 분산되고 회전 실린더(21)의 회전 방향으로 분산되며, 캠 팔로워(25)와 회전 실린더(21)의 수나사부(31)가 받는 부하가 줄어든다. 또한, 사용자의 손 동작 등과 같은 가벼운 부하로 제1 그룹 렌즈 시스템(11)이 눌려질 때, 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)의 캠 팔로워(25)는 결상면측의 캠 면(G1)에 맞물리며(또는 접하며), 캠 면(G1)의 각도는, 발생하는 회전 방향의 힘이 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)로 이동하는 방향이 되게 하는 각도이다. 따라서, 회전 실린더(21)는 쉽게 회전하지 않고, 부하가 제거되었을 때에, 부하를 받기 전의 위치로 되돌아간다.

Description

렌즈 배럴, 카메라 및 정보 장치{LENS BARREL, CAMERA AND INFORMATION DEVICE}

본 발명은 촬영 광학계에 사용되는 렌즈 배럴과, 렌즈 배럴이 촬영 광학계로서 사용된 카메라 및 정보 장치에 관한 것이다.

최근에는, 카메라의 촬영 렌즈로서 대표되는 촬영 광학계의 렌즈 배럴과 관해서는, 촬영시에 복수의 렌즈 그룹의 위치를 변경하여 초점 거리를 연속적으로 변경하는 줌 렌즈를 이용한 렌즈 배럴이 증대되고 있다. 이러한 타입의 렌즈 배럴에서는, 비촬영시에 렌즈 그룹간의 거리를 좁혀서 렌즈를 렌즈 배럴의 고정 실린더 내에 수납하여 소형화를 도모한, 소위 침동식 줌 렌즈가 주류를 이루고 있다. 줌 렌즈 등의 렌즈 배럴에서 렌즈 배럴을 이동시키는 구조로서는, 예컨대 회전 실린더가 고정 실린더에 의해 유지되고, 회전 실린더가 고정 실린더에 대해 회전하는 경우, 렌즈 프레임이 캠 결합 또는 나사 결합에 의해 광축 방향의 전방 및 후방으로 이동하는 기구가 점점 더 사용되고 있다. 대표적인 기구로서는, 고정 실린더와 회전 실린더가 캠 결합하여 회전 실린더는 회전하면서 캠 홈을 따라 전방 및 후방으로 이동하고, 회전 실린더의 내부에는, 회전 실린더에 대해 회전 가능하며 회전 실린더와 일체적으로 광축 방향으로 이동 가능한 직진 가이드 실린더가 마련되고, 직 진 가이드 실린더의 내부에는, 렌즈를 유지하는 렌즈 프레임이 마련되는 기구가 있다. 렌즈 프레임은 캠 팔로워를 구비한다. 캠 팔로워는, 직진 가이드 실린더의 광축 방향으로 연장되는 직진 홈을 관통하여, 회전 실린더의 내면에 마련된 캠 홈에 맞물리고, 이에 의해, 회전 실린더의 회전시에 렌즈 프레임은, 회전하지 않고서 캠 홈의 형상을 따라 이동 범위 내의 임의의 위치로 이동할 수 있다.

예를 들어, 직진 가이드 실린더에 반경 방향으로 돌출 형성된 회전 키이가, 회전 실린더의 내경에 마련된 회전 홈에 맞물리며, 이에 의해, 직진 가이드 실린더는 회전 실린더에 대하여 광축을 중심으로 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 실린더와 직진 가이드 실린더는 일체적으로 광축 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 고정 실린더와 회전 실린더는 비촬영 상태로부터 촬영 상태에 이르는 과정 중의 일부분 동안 나사 결합하며, 이에 의해, 회전 실린더는 고정 실린더에 대해 회전할 수 있을 뿐만 아니라, 광축 방향으로 상대적으로 이동한다. 촬영 상태에서는, 회전 실린더의 수나사부의 광축 방향의 전방 단부 및 후방 단부에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는, 회전 실린더의 수나사부의 평탄부가, 고정 부재에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는, 결합 홈과 결합한다. 촬영 상태에서, 회전 실린더는, 고정 실린더에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하지 않게 하기 위한 기구를 구비하며, 이에 의해, 렌즈 프레임은 회전 실린더의 내주면에 마련된 캠 또는 캠 홈과 고정 실린더의 캠 팔로워의 결합에 의해 임의적으로 이동된다. 전술한 바와 같은 렌즈 배럴이 있다.

또한, 렌즈 배럴은, 한층 더 소형화할 것을 요구받고 있으며, 따라서 각 부 분의 결합도 작아지고 얕아져야 한다. 그러나, 이러한 동향은, 예컨대 렌즈 배럴의 낙하 등에 대한 내충격성을 약화시키며, 이러한 동향에 대처하기 위해, 내충격성을 향상시키는 것이 급선무이다.

한편, 렌즈 프레임이 결합하는 캠은, 광축에 대하여 각도를 이루며 연속하는 곡선 궤적을 그리며, 이에 의해, 각 렌즈 프레임의 위치가 임의의 위치에 배치될 수 있고 다양한 초점 처리가 형성될 수 있다. 광축의 수직 방향에 대한 캠의 경사가 작을수록, 광축 방향으로의 렌즈 프레임의 위치 정확도 및 기울기가 회전 실린더의 정지 정확도에 관계 없이 더 커질 수 있으며, 이에 의해 높은 정확도를 유지할 수 있다. 그러나, 광축의 수직 방향에 대한 캠의 경사가 작은 경우, 낙하 등에 기인한 충격력이 캠 팔로워에 그리고 캠 팔로워를 통해 회전 실린더의 수나사부에 바로 전달된다. 그리고, 이에 의해 이러한 부분 중의 어느 하나가 파괴될 수 있다는 문제가 있었다.

전술한 바와 같이 낙하에 기인한 충격에 관하여는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-292846호에서, 캠 팔로워를 안내하는 가이드 홈, 즉 렌즈 프레임을 회전시키지 않으면서 광축 방향으로 안내하는 직진 가이드 홈을 만곡시킴으로써, 캠 팔로워가 받는 부하를 줄일 수 있다고 개시하고 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 가이드 홈을 만곡시키면, 렌즈 프레임의 이동 위치에 따라 렌즈가 회전하게 될 수 있고, 만곡부가 광축 방향에 대해 이루는 각도가 조금밖에 않는다면, 차이가 없어 결국 캠 팔로워는 여전히 부하를 받는다.

또한, 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-292845호에서는, 충격을 받을 때에 캠 핀, 즉 캠 팔로워에 접하는 가이드 벽을 마련함으로써, 파괴를 방지할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 전술한 바와 같은 구조는, 설계 상에 큰 제약이 있을 뿐만 아니라, 캠 팔로워가 받는 부하에도 변화가 없다.

한편, 예를 들어 일본 특허 공개 제2003-337276호에서는, 촬상 범위에 있어서, 피사체측의 캠 면에 대향하는 결상면측의 캠 면을, 피사체측과 평행하게 하는 것이 아니라, 광축에 수직한 방향에 대한 경사 각도를 피사체측보다도 큰 경사로 함으로써, 캠 팔로워가 받는 부하를 회전 실린더에 대한 토크로 분산하여 저감할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 또한, 예를 들어 일본 특허 공개 제2003-279827호에서는, 피사체측의 캠 면에 대향하는 결상면측의 캠 면의 적어도 일부분을, 피사체측과 평행하게 하는 것이 아니라, 광축 방향에 수직한 평면으로 함으로써, 렌즈 배럴이 외부로부터 충격을 받더라도, 회전 실린더가 회전하지 않고, 부하가 제거될 때에는 부하를 받기 전의 위치로 되돌아가서, 탈초점 상태가 되지 않게 할 수 있다는 것이 개시되어 있다.

그러나, 렌즈의 위치 정확도를 높게 유지할 수 있고, 캠 팔로워가 받는 부하뿐만 아니라 회전 실린더의 나사부가 받는 부하를 저감할 수 있으며, 또한 통상의 사용시 부하에 의한 렌즈 위치의 변화를 방지할 수 있는 렌즈 배럴은 없었다.

본 발명의 목적은, 렌즈의 위치 정확도를 높게 유지할 수 있고, 캠 팔로워가 받는 부하뿐만 아니라 회전 실린더의 나사부가 받는 부하를 저감할 수 있으며, 또한 통상의 사용시 부하에 의한 렌즈 위치의 변화를 방지할 수 있는 렌즈 배럴과, 전술한 바와 같은 렌즈 배럴이 촬영 광학계로서 사용되는 카메라 및 정보 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 렌즈 배럴은, 복수의 렌즈; 복수의 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈를 각각 유지하는 복수의 렌즈 프레임; 렌즈 프레임을 광축 방향으로 이동시키는 구동부; 구동부를 유지하는 고정 부재; 구동부에 포함되며, 렌즈 프레임을 예정된 위치로 이동시키도록 회전하는 회전 부재로서, 이 회전 부재는 고정 부재의 내주면에 끼워 맞춰져 고정 부재에 대해 회전함으로써 광축 방향으로 이동할 수 있고, 이 회전 부재는, 비촬영 상태로부터 촬영 초기 상태를 포함한 촬영 상태에 이르기까지의 사이에서는, 고정 부재에 대해 회전하면서 광축 방향으로 고정 부재에 대해 이동하며, 촬영 상태에서는, 고정 부재에 대해 회전하면서 광축 방향으로는 고정 부재에 대해 이동하지 않는 것인 회전 부재; 렌즈 프레임에 각각 마련된 캠 팔로워; 회전 부재의 내주면에 각각 마련되고, 각각 캠 면을 구비하며, 대응 캠 팔로워와 각각 맞물려서 각각 캠 궤적을 형성하는 캠; 및 구동부에 마련되고, 렌즈 프레임 중에서 피사체측에 가장 가까이 위치하는 제1 렌즈 프레임을 항상 피사체측의 대응 캠 면을 향해 편향시키는 탄성 부재를 포함하며, 촬영 초기 상태에서는, 제1 렌즈 프레임에 대응하는 캠 팔로워와 맞물린 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적이, 광축에 수직한 방향을 따르는 부분을 형성하고, 피사체측의 캠 궤적에 대향하는 제1 캠의 결상면측의 캠 궤적은 광축에 수직한 방향에 대해 각도를 이룬다.

바람직하게는, 촬영 상태에서, 제1 캠의 캠 궤적은 피사체측에 볼록한 캠 궤적을 포함하고, 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적은 피사체측의 볼록한 캠 궤적에서 광축에 수직한 방향을 따르는 부분을 형성하며, 피사체측의 캠 궤적에 대향하는 제1 캠의 결상면측의 캠 궤적은 광축에 수직한 방향에 대해 각도를 이룬다

바람직하게는, 제1 렌즈 프레임이 탄성 부재의 반발력에 의해 결상면측을 향해 가압 편향되어 결상면측의 캠 면에 맞물리거나 또는 접하는 경우에, 결상면측의 캠 궤적이 광축에 수직한 방향에 대해 이루는 각도는, 비촬영 상태로부터 촬영 초기 상태에 이르기까지의 사이에서 회전 부재가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전 부재를 회전시키게 하는 각도이다.

바람직하게는, 비촬영 상태로부터 촬영 상태에 이르는 작동 과정 중 일부분 동안에, 회전 부재가 고정 부재에 끼워 맞춰져, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하며, 촬영 상태에서는, 회전 부재의 돌출부의 평탄부가 고정 부재에 마련된 홈에 맞물려서, 촬영 상태에서, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하지 않는다.

바람직하게는, 회전 부재의 돌출부의 평탄부는, 돌출부의 광축 방향의 전방 단부 및 후방 단부에 마련되며, 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련된다.

바람직하게는, 고정 부재에 마련된 홈은, 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련된다.

바람직하게는, 비촬영 상태로부터 촬영 상태에 이르는 작동 과정 중 일부분 동안에, 회전 부재가 고정 부재에 나사 결합되어, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하며, 촬영 상태에서는, 회전 부재의 수나사부의 광축 방향의 전방 단부 및 후방 단부에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 회전 부재의 돌출부의 평탄부가, 고정 부재에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 홈에 맞물려서, 촬영 상태에서, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 카메라는, 상기 렌즈 배럴을 촬영 광학계로서 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 정보 장치는, 카메라 기능부를 포함하고, 상기 렌즈 배럴을 상기 카메라 기능부의 촬영 광학계로서 포함한다.

본 발명의 이해를 더 돕기 위해 포함되어 있는 첨부 도면은, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부분을 구성한다. 이 도면은 본 발명의 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 배럴의 침동 상태에 있어서 주요부의 구성을 보여주는 피사체측에서 본 정면도.

도 2는 도 1의 A-A를 따라 화살표 방향으로 본 렌즈 배럴의 주요부의 구성을 보여주는 종단면도.

도 3은 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 촬영 상태에 있어서 주요부의 구성을 보여주는, 도 2와 같은 종단면도.

도 4는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 주요부의 구성을 보여주는 분해 사시도.

도 5는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 제1 렌즈 프레임인 제1 그룹 렌즈 이동 프레임의 구성을 보여주는 사시도.

도 6a는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 회전 부재인 회전 실린더의 구성을 보여주는 종단면도.

도 6b는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 회전 부재인 회전 실린더의 주요부의 구성을 보여주는 상세도.

도 7은 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 직진 가이드 실린더의 구성을 보여주는 종단면도.

도 8은 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 고정 부재인 고정 실린더의 구성을 보여주는 종단면도.

도 9는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 회전 부재인 회전 실린더의 내주면에, 본 발명의 실시예에 따라 형성된, 제1 그룹 렌즈 이동 프레임을 위한 제1 그룹 캠과 제2 그룹 렌즈 이동 프레임을 위한 제2 그룹 캠의 형상을 보여주는 전개도.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 구성에 이르기 이전의 단계에서 상정(想定)되는 도 1에 도시된 렌즈 배럴의 회전 부재인 회전 실린더의 내주면에 형성된, 제1 그룹 렌즈 이동 프레임을 위한 제1 그룹 캠과 제2 그룹 렌즈 이동 프레임을 위한 제2 그룹 캠의 형상을 보여주는 전개도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 제1 그룹 렌즈 시스템

12 : 제2 그룹 렌즈 시스템

13 : 제3 그룹 렌즈 시스템

14 : 제1 그룹 렌즈 유지 프레임

15 : 제1 그룹 렌즈 이동 프레임

16 : 제2 그룹 렌즈 이동 프레임

17 : 제3 그룹 렌즈 이동 프레임

18 : 셔터 유닛

19 : CCD(전하 결합 소자) 촬상 소자 유닛

20 : 직진 가이드 실린더

21 : 회전 실린더

22 : 고정 실린더

23 : 제1 그룹-제2 그룹 압축 스프링

24 : 기울기 조정 캠

25 : 제1 그룹 캠 팔로워

26 : 제2 그룹 캠 팔로워

27 : 제1 그룹 캠 홈

28 : 제2 그룹 캠 홈

29 : 제1 그룹 이동 프레임 직진 홈

30 : 제2 그룹 이동 프레임 직진 홈

31 : 수나사부

32 : 직진 키이부

33 : 회전 키이부

34 : 직진 키이 홈

35 : 암나사부

36 : 공전(空轉)용 가이드 홈

37 : 베이스

38 : 초점 구동 모터

39 : 줌 구동 모터

40 : 줌 구동 기어 기구부

41 : 키이 홈

이하에서는, 본 발명에 따른 실시예에 기초하여, 본 발명에 따른 렌즈 배럴을 도면을 참조해 설명한다.

도 1 내지 도 9에 도시된 렌즈 배럴은, 제1 그룹 렌즈 시스템(11), 제2 그룹 렌즈 시스템(12), 제3 그룹 렌즈 시스템(13), 제1 그룹 렌즈 유지 프레임(14), 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15), 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16), 제3 그룹 렌즈 이동 프레임(17), 셔터 유닛(18), CCD(전하 결합 소자) 촬상 소자 유닛(19), 직진 가이드 실린더(20), 회전 실린더(21), 고정 실린더(22), 제1 그룹-제2 그룹 압축 스프링(23), 기울기 조정 캠(24), 제1 그룹 캠 팔로워(25), 제2 그룹 캠 팔로워(26), 제1 그룹 캠 홈(27), 제2 그룹 캠 홈(28), 제1 그룹 이동 프레임 직진 홈(29), 제2 그룹 이동 프레임 직진 홈(30), 수나사부(31), 직진 키이부(32), 회전 키이부(33), 직진 키이 홈(34), 암나사부(35), 공전용 가이드 홈(36), 베이스(37), 초점 구동 모터(38), 줌 구동 모터(39), 줌 구동 기어 기구부(40) 및 키이 홈(41)을 포함한 다.

전술한 바와 같이, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 줌 렌즈 배럴의 침동 상태에서의 정면도이고, 도 2는 선 A-A를 따라 취한 종단면도이다. 도 3은 줌 렌즈 배럴의 촬영 상태에서의 종단면도이다.

이러한 줌 렌즈 배럴의 광학계는, 제1 그룹 렌즈 시스템(11), 제2 그룹 렌즈 시스템(12) 및 제3 그룹 렌즈 시스템(13)에 의해 구성된다. 이들 제1 그룹 렌즈 시스템(11), 제2 그룹 렌즈 시스템(12) 및 제3 그룹 렌즈 시스템(13)은 각각 하나 이상의 렌즈로 구성된다. 이러한 경우에, 예컨대 제1 그룹 렌즈 시스템(11)과 제2 그룹 렌즈 시스템(12)은 모두 복수의 렌즈로 구성되고, 제3 그룹 렌즈 시스템(13)은 하나의 렌즈로 구성된다.

촬영 상태에서는, 피사체측으로부터, 제1 그룹 렌즈 시스템(11), 제2 그룹 렌즈 시스템(12) 및 제3 그룹 렌즈 시스템(13)이 차례로 배치된다. 침동 상태에서는, 제3 그룹 렌즈 시스템(13)이 광축 방향으로부터 벗어나며, 광축 방향에는, 피사체측으로부터 제1 그룹 렌즈 시스템(11)과 제2 그룹 렌즈 시스템(12)이 차례로 근접 배치된다. 촬영 상태와 침동 상태 모두에 있어서, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)과 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 사이에는, 조리개를 구비한 셔터 유닛(18)이 배치된다. 촬영 상태에서는, 예컨대 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 위치를 변경함으로써 배율 변경 동작을 행하며, 제3 그룹 렌즈 시스템(13)은 초점 맞추기, 즉 초점 조정을 위한 포커싱 렌즈로서 사용된다.

제1 그룹 렌즈 시스템(11)은 제1 그룹 렌즈 유지 프레임(14)에 의해 일체적 으로 유지된다. 제2 그룹 렌즈 시스템(12)은 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)에 의해 일체적으로 유지된다. 제3 그룹 렌즈 시스템(13)은 제3 그룹 렌즈 이동 프레임(17)에 의해 일체적으로 유지된다. 제1 그룹 렌즈 유지 프레임(14)은 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)에 의해 유지된다. 전체 줌 렌즈 광학계의 광축 방향에 대한 제1 그룹 렌즈 시스템(11)의 기울기가, 제1 그룹 렌즈 유지 프레임(14)과 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15) 사이의 기울기를 조정하는 기울기 조정 캠(24)에 의해 조정된다. 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)에는, 셔터 유닛(18)이 유지된다. 셔터 유닛(18)은 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16), 즉 제2 그룹 렌즈 시스템(12)과 일체적으로 이동하도록 구성되어 있다.

제1 그룹 렌즈 유지 프레임(14)과 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)은, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)에 대한 렌즈 프레임이 되도록 구성되어 있다. 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16) 및 제3 그룹 렌즈 이동 프레임(17)은, 각각 제2 그룹 렌즈 시스템(12) 및 제3 그룹 렌즈 시스템(13)에 대한 렌즈 프레임이 되도록 구성되어 있다.

전술한 줌 렌즈 배럴의 주요부의 분해 사시도인 도 4를 참조하여, 각 부분의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. 도 5는 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)의 사시도이다. 도 6은 회전 부재인 회전 실린더의 종단면도이다. 도 7은 직진 가이드 실린더(20)의 종단면도이고, 도 8은 고정 부재인 고정 실린더의 종단면도이다.

제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)은, 회전 실린더(21)의 내주면에 형성된 제1 그룹 캠 홈(27)과 맞물리는 제1 그룹 캠 팔로워(25)를 구비한다. 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)은, 회전 실린더(21)의 내주면에 형성된 제2 그룹 캠 홈(28)과 맞 물리는 제2 그룹 캠 팔로워(26)를 구비한다. 이들 제1 그룹 캠 팔로워(25) 및 제2 그룹 캠 팔로워(26)는, 회전 실린더(21)와의 사이에 삽입되는 직진 가이드 실린더(20)의 광축 방향을 따라 연장되는 슬릿 형상을 갖는 제1 그룹 이동 프레임 직진 홈(29) 및 제2 그룹 이동 프레임 직진 홈(30)(도 7 참조)을 관통하여 결합된다.

직진 가이드 실린더(20)는, 이 직진 가이드 실린더(20)의 피사체측의 단부에 반경 방향으로 돌출 형성된 회전 키이부(33)를 구비한다. 회전 키이부(33)는 회전 실린더(21)의 내주면에 오목하게 형성된 키이 홈(41)에 끼워 맞춰진다. 이에 의해, 회전 실린더(21)와 직진 가이드 실린더(20)는, 상대 회전할 수 있게 될 뿐만 아니라 광축 방향에 대해 일체적으로 이동할 수 있게 된다. 수나사부(31)(도 6b 참조)는 회전 실린더(21)의 결상면측의 단부에 있어서 외주면에 돌출 형성되어 있다. 고정 실린더(22)의 내주면에는 암나사부(35)가 형성되어 있다. 수나사부(31)와 암나사부(35)가 맞물려서, 회전 실린더(21)와 고정 실린더(22)는 일종의 캠 기구로서 나사 결합된다. 회전 실린더(21)는 회전하여 광축 방향으로 이동하고, 이에 의해 촬영 가능 위치까지 조출(繰出)할 수 있게 된다. 직진 키이부(32)는 직진 가이드 실린더(20)의 결상면측의 단부에 있어서 외주면에 돌출 형성되어 있다. 직진 키이 홈(34)은 고정 실린더(22)의 내주면에 광축 방향을 따라 마련되어 있다. 직진 가이드 실린더(20)의 직진 키이부(32)와 고정 실린더(22)의 직진 키이 홈(34)이 맞물려서, 직진 가이드 실린더(20)는, 상대적으로 회전하는 일 없이, 광축 방향을 따라 회전 실린더(21)와 일체적으로 이동할 수 있다.

전술한 구조에 의하면, 회전 실린더(21)의 회전시에, 제1 그룹 렌즈 이동 프 레임(15) 및 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)은, 회전 실린더(21)의 제1 그룹 캠 홈(27) 및 제2 그룹 캠 홈(28)에 의해, 예정된 위치까지 각각 이동될 수 있다. 따라서, 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)은 촬영 가능 위치까지 이동될 수 있고, 배율 변경 동작이 행해질 수 있다.

제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)과 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)의 사이에는, 탄성 부재로서의 압축 스프링인 제1 그룹-제2 그룹 압축 스프링(23)이 삽입되어 압박 확장 탄성력을 제공한다. 제1 그룹 렌즈 이동 프레임(15)과 제2 그룹 렌즈 이동 프레임(16)은, 제1 그룹-제2 그룹 압축 스프링(23)의 반발력에 의해 두 렌즈 이동 프레임(15 및 16)간의 거리를 넓히는 방향을 향하여 편향되어 있어, 제1 그룹 캠 팔로워(25) 및 제2 그룹 캠 팔로워(26)가 각각에 대응하는 제1 그룹 캠 홈(27) 및 제2 그룹 캠 홈(28)의 캠 면에 항상 압접되는 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 이에 의해, 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)은, 회전 실린더(21)에 대하여, 기울어짐의 발생 없이 안정화되어 유지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 고정 실린더(22)의 내주면에 형성된 암나사부(35)는 회전 실린더(21)의 외주면에 형성된 수나사부(31)에 끼워 맞춰지며, 회전 실린더(21)가 회전함으로써, 회전 실린더(21)는 광축 방향으로 이동할 수 있게 된다. 고정 실린더(22)의 암나사부(35)는 피사체측의 최선단부에 있는 일부분이 공전용 가이드 홈(36)을 갖는데, 이 공전용 가이드 홈은 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련된다. 회전 실린더(21)의 결상면측 단부의 수나사부(31)는 공전용 가이드 홈(36)에 끼워 맞춰진다. 그리고, 이에 의해, 회전 실린더(21)는 상기 최선단부까지 조 출될 수 있고, 회전 실린더(21)가 더 회전되더라도, 회전 실린더(21)는 광축 방향으로 더 이상 이동할 수 없으며, 광축을 중심으로 한 회전 동작만을 행할 수 있다.

본 실시예에 따른 렌즈 배럴은, 고정 실린더(22)의 결상면측의 최선단부에 있어서 회전 동작만이 가능한 영역에, 촬영 상태를 초점 거리가 짧은 광각단으로부터 초점 거리가 긴 망원단에 이르는 구간 내의 상태이도록 설정한다. 회전 실린더(21)가 회전할 때, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)과 제2 그룹 렌즈 시스템(12)은 광각단으로부터 망원단에 이르는 구간 내에서 연속적으로 이동될 수 있다.

도 10은 회전 실린더(21')의 내주면에 마련된 제1 그룹 캠 홈(27') 및 제2 그룹 캠 홈(28')을 포함하는, 본 실시예에 적용된 캠 또는 캠 홈의 전개도이다. 촬영 초기 상태인 광각단의 위치(W1 및 W2)와 그 근방에서, 피사체측 및 결상면측의 캠 면의 캠 궤적은 광축에 수직하게 마련되고, 다시 말하자면, 피사체측에 캠 면을 형성하는 캠 홈과 결상면측에 캠 면을 형성하는 캠 홈은 모두 광축에 수직하게 마련되며, 회전 실린더(21')의 수나사부와 고정 실린더(22)의 공전용 가이드 홈(36)의 결합부도 또한 광축에 수직하다. 따라서, 회전 실린더(21')의 정지 위치의 정확도가 낮더라도, 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 광축 방향에서의 위치 어긋남은 발생하지 않는다.

또한, 예컨대 본 실시예에서는, 회전 실린더(21')의 제1 그룹 캠 홈(27'), 제2 그룹 캠 홈(28) 및 수나사부(31)가 각각 3개 마련되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 각각의 높이를 적절히 조절한다면, 또는 제1 그룹 캠 홈(27') 및 제2 그룹 캠 홈(28)의 깊이와 수나사부(31)의 높이를 적절히 조절한다면, 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 기울어짐을 줄일 수 있다. 캠 홈이 광축 방향에 수직한 방향에 대하여 각도를 이루고 있는 경우에, 3개의 캠의 회전 방향에서의 위치 정확도에 차이가 있다면, 제1 그룹 렌즈 시스템(11) 및 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 기울어짐이 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 줌 렌즈에서, 렌즈의 초기 위치, 즉 광각단에서, 안정적인 광축 방향의 위치 정확도와 기울어짐이 없는 렌즈 그룹의 관계가 창출될 수 있고, 제1 그룹 캠 홈(27') 및 제2 그룹 캠 홈(28)의 깊이와 수나사부(31)의 높이를 적절히 조절함으로써, 정확한 초점 거리 및 고화질을 달성할 수 있다.

그러나, 도 10에 도시된 구성에서는, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)이 피사체측으로부터 충격을 받을 때, 캠 팔로워(25)가 피사체측의 캠 면(F1)에 대향하는 결상면측의 캠 면(F1')에 부딪치고, 캠 팔로워(25)와 회전 실린더(21')는 충격력을 받는다. 이러한 경우에, 다른 초점 거리에서의 캠 홈의 형상과 같이 피사체측의 캠 면의 캠 궤적과 이에 대향하는 결상면측의 캠 면의 캠 궤적이 평행하게 형성되는 구성을 제1 그룹 캠 홈(27')이 갖는다면, 결상면측의 캠 면은 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되고, 광축 방향의 충격력은 캠 팔로워(25) 및 회전 실린더(21')에 바로 전달된다. 그 결과, 캠 팔로워(25)와 회전 실린더(21')의 수나사부(31)의 파괴 등과 같은 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는, 도 9에 도시된 회전 실린더(21)와 같이, 제1 그룹 캠 홈(27)의 결상면측 캠 면(G1)의 캠 궤적이 광축에 수직한 방향에 대해 각도를 이루고 있다. 그리고 이에 의해, 캠 팔로워(25)가 결상면측 캠 홈(27)의 캠 면(G1)에 맞물리는(또는 접하는) 경우에, 충격력은 광축 방향으로 분산되고 회전 실린더(21)의 회전 방향으로 분산된다. 따라서, 캠 팔로워(25)와 회전 실린더(21)의 수나사부(31)가 받는 부하가 줄어들고, 캠 팔로워(25)와 회전 실린더(21)의 수나사부(31)의 파괴를 효과적으로 방지할 수 있다. 도 9에서, 도면 부호 S1, W1 및 T1은 각각 제1 그룹 캠 홈(27)에서의 침동 위치, 광각단 위치 및 망원단 위치를 나타내고, 도면 부호 S2, W2 및 T2는 각각 제2 그룹 캠 홈(28)에서의 침동 위치, 광각단 위치 및 망원단 위치를 나타낸다.

또한, 일반적으로, 카메라와 같이 전문가뿐만 아니라 일반 사용자도 사용하는 제품에 관해서는, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)이 부주의하게 다루어지고 눌려지는 것이 예상된다. 무언가에 부딪치는 것과 같은 충격이 아니라 사용자의 손 동작 등과 같은 가벼운 부하로 제1 그룹 렌즈 시스템이 눌려질 때, 캠 팔로워(25)는 결상면측의 캠 면(G1)에 맞물리고(또는 접하고) 회전 실린더(21)에 토크를 부여한다. 회전 실린더(21)가 회전하고 사용자에 의해 가해진 부하가 제거되면, 캠 팔로워(25)는 제1 그룹-제2 그룹 압축 스프링(23)에 의해 편향되어 있어, 피사체측 캠 면(F1)의 캠 궤적으로 복귀한다. 이러한 경우에, 캠의 위치가 부하를 받기 전과 달라졌다면, 이에 의해 초점 거리가 바뀌게 되고, 탈초점 등과 같은 문제가 발생할 수 있다.

이에 대처하여, 캠 팔로워(25)가 맞물릴(또는 접할) 때의 회전 방향이, 캠 팔로워(25)가 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)로 이동할 때의 회전 방향에 대응하게 되도록, 결상면측 캠 면(G1)의 캠 궤적의 각도를 설정한다. 캠 팔로워(25) 가 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)로 회전하고 광각단 위치(W1)에서 정지한 상태에서는, 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)로의 회전 방향에 관하여는, 줌 기어 등의 백래쉬(backlash)에 의한 유격이 이 회전 방향으로 생기지 않아, 회전 실린더(21)는 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)로의 회전 방향으로 쉽게 회전하지는 않는다. [반면에, 광각단(W1) 위치로부터 침동 위치(S1)로의 회전 방향에 관하여는, 줌 기어 등의 백래쉬에 의한 유격이 이 회전 방향으로 생긴다.] 본 발명의 실시예에서, 캠 팔로워(25)가 결상면측의 캠 면에 가벼운 부하로 맞물리는(또는 접하는) 경우, 침동 위치(S1)로부터 광각단 위치(W1)를 향하는 방향의 힘이 캠 팔로워(25)에 가해져 캠 팔로워(25)는 회전하지 않는다. 부하가 제거되고 캠 팔로워(25)가 결상면측 캠 면(G1)에 맞물리는(또는 접하는) 경우에도, 회전 실린더(21)는 회전하지 않는다. 그리고 이에 의해, 부하가 제거되었을 때 캠 팔로워(25)가 피사체측 캠 면(F1)으로 되돌아간다면, 캠 팔로워(25)는 부하를 받기 전의 위치로 되돌아갈 수 있다. 따라서, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)을 가벼운 부하로 누르기 전과 후에 있어서, 제1 그룹 렌즈 시스템(11)과 제2 그룹 렌즈 시스템(12)의 위치는 바뀌지 않고, 탈초점 등과 같은 문제가 발생하지 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 배럴은 안정적인 렌즈 위치를 확보할 수 있다. 낙하 등에 의한 충격력은, 각도를 이루고 있는 결상면측 캠 면의 캠 궤적에 의해 회전 방향 및 광축 방향으로 분산될 수 있다. 전체 충격력이 캠 팔로워를 거쳐 수나사부에 가해지는 것이 방지되며, 이로써 렌즈 배럴의 내충격성이 향상된다. 또한, 렌즈 배럴이 통상의 사용시에 오작동 등에 의해 뜻하지 않 은 가벼운 부하를 받더라도, 탈초점 상태가 방지된다

또한, 전술한 바와 같은 실시예에 따른 렌즈 배럴은 촬영 광학계로서 채용되어 카메라를 구성할 수 있고, 동일한 렌즈 배럴은 PDA(Personal Data Assistant), 휴대 전화 등과 같이 카메라 기능을 갖춘 정보 장치에 촬영 광학계로서 채용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 렌즈의 위치 정확도를 높게 유지할 수 있고, 적어도 하나의 캠 팔로워가 받는 부하뿐만 아니라 회전 실린더의 적어도 하나의 나사부가 받는 부하를 저감할 수 있으며, 또한 통상의 사용시 부하에 의한 렌즈 위치의 변화를 방지할 수 있는 렌즈 배럴과, 전술한 바와 같은 렌즈 배럴이 사용되는 카메라 및 정보 장치를 제공할 수 있다.

전술한 바와 같은 렌즈 배럴은, 특히 렌즈 프레임의 기울기 및 광축 방향으로의 위치 정확도를 높게 유지할 수 있고, 낙하 등에 의한 충격을 받을 때에, 결상면측 캠 면에 가해지는 충격력을 회전 방향으로 분산시켜, 캠 팔로워에 이르는 힘을 줄일 수 있고, 게다가 내충격성을 향상시킬 수 있다

전술한 바와 같은 렌즈 배럴은, 특히 촬영 초기 상태에 있어서 렌즈 프레임의 기울기 및 광축 방향으로의 위치 정확도를 높게 유지할 수 있고, 낙하 등에 의한 충격을 받을 때에, 결상면측 캠 면에 가해지는 충격력을 회전 방향으로 분산시켜, 캠 팔로워에 이르는 힘을 줄일 수 있고, 게다가 촬영 초기 상태에 있어서 내충격성을 향상시킬 수 있다

전술한 바와 같은 렌즈 배럴은, 특히 초점 거리의 변화, 탈초점 등과 같은 문제를 회피할 수 있다. 구체적으로, 구동원의 백래쉬가 없는 상태에서, 제1 그룹 렌즈 프레임이, 예컨대 촬영자의 손에 의해, 가벼운 부하로 눌려져서 결상면측 캠 면에 맞물리는(또는 접하는) 경우에는, 회전 부재는 회전하지 않고, 부하가 제거되어 회전 부재가 탄성 부재에 의해 피사체측 캠 면에 맞물리도록(접하도록) 복귀되더라도, 부하를 받기 전의 상태를 유지할 수 있으며, 초점 거리의 변화, 탈초점 등과 문제를 회피할 수 있다.

전술한 바와 같은 렌즈 배럴은, 특히 낙하 등과 같은 충격력을, 각도를 이루고 있는 결상면측 캠 면에 의해 회전 방향 및 광축 방향으로 분산시킬 수 있고, 전체 충격력이 캠 팔로워 및 수나사부에 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 게다가 내충격성을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 렌즈 배럴을 촬영 광학계로서 구비하는 카메라에 있어서는, 특히 렌즈의 위치 정확도를 높게 할 수 있고 내충격성을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같은 렌즈 배럴을 촬영 광학계로서 구비하는 카메라 기능부를 갖춘 정보 장치에 있어서는, 특히 카메라 기능부에서 렌즈의 위치 정확도를 높게 할 수 있고 내충격성을 향상시킬 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시예에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 당업자라면 이하의 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도, 전술한 실시예에 대해 변형을 실시할 수 있음을 인지할 것이다.

본 출원은 2007년 4월 13일자로 출원된 일본 특허 출원 제2007-105491호에 기초하고 이 특허 출원을 우선권으로 주장하며, 이 특허 출원의 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용되어 있다.

Claims

복수의 렌즈;

복수의 렌즈 중 적어도 하나의 렌즈를 각각 유지하는 복수의 렌즈 프레임;

렌즈 프레임을 광축 방향으로 이동시키는 구동부;

구동부를 유지하는 고정 부재;

구동부에 포함되며, 렌즈 프레임을 예정된 위치로 이동시키도록 회전하는 회전 부재로서, 이 회전 부재는 고정 부재의 내주면에 끼워 맞춰져 고정 부재에 대해 회전함으로써 광축 방향으로 이동할 수 있고, 이 회전 부재는, 비촬영 상태로부터 촬영 초기 상태를 포함한 촬영 상태에 이르기까지의 사이에서는, 고정 부재에 대해 회전하면서 광축 방향으로 고정 부재에 대해 이동하며, 촬영 상태에서는, 고정 부재에 대해 회전하면서 광축 방향으로는 고정 부재에 대해 이동하지 않는 것인 회전 부재;

렌즈 프레임에 각각 마련된 캠 팔로워;

회전 부재의 내주면에 각각 마련되고, 각각 캠 면을 구비하며, 대응 캠 팔로워와 각각 맞물려서 각각 캠 궤적을 형성하는 캠; 및

구동부에 마련되고, 렌즈 프레임 중에서 피사체측에 가장 가까이 위치하는 제1 렌즈 프레임을 항상 피사체측의 대응 캠 면을 향해 편향시키는 탄성 부재

를 포함하며, 촬영 초기 상태에서는, 캠 중에서 제1 렌즈 프레임에 대응하는 캠 팔로워와 맞물린 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적이, 광축에 수직한 방향을 따르는 부분을 형성하고, 상기 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적에 대향하는 제1 캠의 결상면측의 캠 궤적은 광축에 수직한 방향에 대해 각도를 이루는 것인 렌즈 배럴.
제1항에 있어서, 촬영 상태에서, 제1 캠의 캠 궤적은 피사체측에 볼록한 캠 궤적을 포함하고, 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적은 피사체측의 볼록한 캠 궤적에서 광축에 수직한 방향을 따르는 부분을 형성하며, 상기 제1 캠의 피사체측의 캠 궤적에 대향하는 제1 캠의 결상면측의 캠 궤적은 광축에 수직한 방향에 대해 각도를 이루는 것인 렌즈 배럴.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 렌즈 프레임이 탄성 부재의 반발력에 의해 결상면측을 향해 가압 편향되어 결상면측의 캠 면에 맞물리거나 또는 접하는 경우에, 결상면측의 캠 궤적이 광축에 수직한 방향에 대해 이루는 각도는, 비촬영 상태로부터 촬영 초기 상태에 이르기까지의 사이에서 회전 부재가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전 부재를 회전시키게 하는 각도인 것인 렌즈 배럴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 비촬영 상태로부터 촬영 상태에 이르는 작동 과정 중 일부분 동안에, 회전 부재가 고정 부재에 끼워 맞춰져, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하며, 촬영 상태에서는, 회전 부재의 돌출부의 평탄부가 고정 부재에 마련된 홈에 맞물려서, 촬영 상태에서, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동 하지 않는 것인 렌즈 배럴.
제4항에 있어서, 회전 부재의 돌출부의 평탄부는, 돌출부의 광축 방향의 전방 단부 및 후방 단부에 마련되며, 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 것인 렌즈 배럴.
제4항에 있어서, 고정 부재에 마련된 홈은, 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 것인 렌즈 배럴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 비촬영 상태로부터 촬영 상태에 이르는 작동 과정 중 일부분 동안에, 회전 부재가 고정 부재에 나사 결합되어, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하며, 촬영 상태에서는, 회전 부재의 수나사부의 광축 방향의 전방 단부 및 후방 단부에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 회전 부재의 수나사부의 평탄부가, 고정 부재에 마련되며 광축이 수직 교차하는 평면을 따라 마련되는 홈에 맞물려서, 촬영 상태에서, 회전 부재는 고정 부재에 대해 회전하고 광축 방향으로 상대적으로 이동하지 않는 것인 렌즈 배럴.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 렌즈 배럴을 촬영 광학계로서 포함하는 카메라.
카메라 기능부를 포함하고; 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 렌즈 배럴을 상기 카메라 기능부의 촬영 광학계로서 포함하는 것인 정보 장치.