JP2004191503A - 沈胴鏡筒を有するカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を使用する電子カメラのレンズの特徴にあった沈胴鏡筒の構造を持つ沈胴鏡筒を有するカメラを提供する。
【解決手段】鏡筒を沈胴させるための差動カム機構２と、差動カム２によって繰り出されたカム筒の各々３条の１群カム１７、２群カム１８に案内駆動される１群レンズ２１、２群レンズ２３を有する。差動カム機構２は少なくとも、本体に固定された３条の差動カムを有する固定筒１と、回転しながら繰り出し／繰り込みを行うカム筒１２と、本体からの駆動力を伝える鏡筒駆動機構があり、１群レンズ２１は繰り出し時外装面となる１群外筒のさらに内側で一群鏡筒と係合し、一群鏡筒の回転を止めるキー部材を有し、キー部材は一群外筒と、ほぼ同一直径を有する２群レンズの回転を止める２群レンズキー部を有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈胴鏡筒を有するズームレンズ組み込みカメラ、特に撮像素子を使用する電子式のカメラで、高倍率ズームあるいは明るいＦナンバを有する高性能レンズの沈胴鏡筒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
沈胴鏡筒のズームレンズを有するカメラは、銀塩のいわゆるコンパクトカメラと呼ばれる分野で発達した（特許文献１参照）。
そして、ズーム比が大きくなることにより、差動カムを用いて全体を繰り出し、繰り出される中でレンズ群の位置を決めるカム筒により、個々のレンズの位置が決められた（特許文献２参照）。
【０００３】
しかし、銀塩のコンパクトカメラでは、合わせてフィルムのＩＳＯ感度が上がったこと、タイムリーに非球面レンズの開発がなされたこと、また銀塩の場合、フィルムに当たる光の角度がほとんど銀塩の感度に影響しないこと（また当然ながら銀塩の前に微細な色フィルタ等もないこと）により、わずかの例外（特許文献３参照）を除き撮影レンズは凸の一群と、凹の二群からなる二群タイプで構成されてきた。その結果、撮影レンズのガラスレンズ部分の厚さを加えた長さの数倍の全体繰り出しの差動メカニズムを有することで、撮影時のレンズ鏡筒長の数分の一の長さの沈胴鏡筒を作ることができた。
【０００４】
【特許文献１】
特公平４‐７８９７４号公報
【特許文献２】
ＵＳＰ５３４９４７５
【特許文献３】
特開平１１‐２７１８２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像素子を使用する電子カメラにおいて、撮影光学系が他の部分より比較的小さく、コンパクト化があまり進んでいなかったが、近年、コンパクト化が始まり、銀塩カメラのコンパクト化と同様の３条のカムで、レンズ群を動かす鏡筒構造の沈胴鏡筒が採用され始めてきた。しかし、撮像素子を有する電子式のカメラでは、撮像素子の感度特性の制約により、また撮像素子のサイズに合わせ、非常に短い焦点距離のレンズを採用する結果２倍、３倍のズームレンズのみならず、５倍、１０倍の高倍率ズームにおいても、撮影時のレンズ鏡筒長の半分近くあるいは半分以上が、撮影レンズのガラスレンズ部分の厚さによって占められているので、光軸方向の沈胴長は銀塩のカメラほどは画期的に短くすることができなかった。
【０００６】
本発明は、銀塩のコンパクトカメラで採用された方式をそのまま撮像素子を使用する電子カメラに採用した場合、その直径方向のサイズもそのまま大きくなってしまう点を改良し、撮像素子を使用する電子カメラのレンズの特徴にあった沈胴鏡筒の構造を持つ沈胴鏡筒を有するカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の沈胴鏡筒を有するカメラは、鏡筒を沈胴させるための差動カム機構と、差動カムによって繰り出されたカム筒の各々３条の１群カム、２群カムに案内駆動される１群レンズ、２群レンズを有する沈鏡筒撮影レンズ鏡筒を有するカメラにおいて、前記差動カム機構は少なくとも、本体に固定された３条の差動カムを有する固定筒と、回転しながら繰り出し／繰り込みを行うカム筒と、本体からの駆動力を伝える鏡筒駆動機構があり、前記１群レンズは繰り出し時外装面となる１群外筒のさらに内側で前記一群鏡筒と係合し、前記１群鏡筒の回転を止めるキー部材を有し、該キー部材は一群外筒と、ほぼ同一直径を有する２群レンズの回転を止める２群レンズキー部を有することを特徴とする。
【０００８】
撮像素子を有する電子式のカメラでは撮像素子の感度特性の制約や、撮像素子のサイズに合わせ、非常に短い焦点距離のレンズを採用する結果、２倍、３倍のズームレンズのみならず、５倍、１０倍の高倍率ズームにおいても撮影時のレンズ鏡筒長の半分近くあるいは半分以上が、撮影レンズのガラスレンズ部分のように縮めることのできない厚さによって占められている。
【０００９】
銀塩のいわゆるコンパクトカメラのようにズームによる全体繰り出しの割合が少なく、ズーム機構を設計したとき、それぞれのカムの光軸方向の長さが比較的短いこと、銀塩のいわゆるコンパクトカメラに比べて、１番前のいわゆるＧ１レンズの直径が大きくこのＧ１のレンズあるいはＧ１レンズを覆うレンズバリアを含む１群レンズ群が、その焦点距離の割合には大きいこと、そして従来は、この外側に全体駆動機構を設けたため鏡筒が大型化した欠点に着目し、Ｇ１のレンズあるいはＧ１レンズバリアを避けるようにズーミングのメカニズムを構成するものである。
【００１０】
すなわち、本発明はズームによる繰り出し機構の構成の一部を、Ｇ１のレンズあるいはＧ１レンズを覆うレンズバリアの後方で、かつ１群が繰り出した時の外装面となる１群外筒の内側に配置し、１群のカムの対となるキーを構成する。そして、１群外筒が沈胴した更に撮像素子側でこの筒の外形を、外装面となる１群外筒の大きさまで広げ、その中に２群レンズやシャッター絞りを配置するスペースを確保する。大きなＧ１レンズと、比較的短いリードのカムの撮像素子を有するカメラの特性に合わせた、直径方向にもコンパクトな沈胴鏡筒を構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すカメラの鏡筒の断面図であり、（１）は本体に固定された固定筒、（２）は固定筒（１）に設けた３条の差動カムの１つ、（３）は駆動キー筒であり、固定筒（１）の内側に勘合している。駆動キー筒（３）には３条の駆動キー溝（４）が上端（４ａ）から下端（４ｂ）迄、駆動キー筒（３）の軸方向のほとんどの部分を切り欠くように設けられている。駆動キー筒（３）の上端は、わずかにつなぎ部（３ａ）でつながっている。駆動キー筒（３）の下端には、被駆動ギア（５）が設けてあり、アイドルギア（６）とギア列（７）、（８）、（９）、（１０）を介し、駆動モータ（１１）につながっている。
【００１２】
（１２）はカム筒であり、差動カム（２）に勘合する差動カムホロアピン（１３）を有し、駆動キー筒（３）の駆動キー溝（４）にも勘合している。したがって駆動モータ（１１）の力で駆動キー筒（３）が回転すると、駆動キー溝（４）に押され、固定筒（１）の差動カム（２）に沿って、回転しながら繰り出してゆく。カム筒（１２）の内側には第２キー筒（１４）が設けられ、固定筒（１）に固定されたＣＣＤホルダー（１５）、ＣＣＤホルダー（１５）に固定されたキー（１６）に回転運動を規制され、カム筒（１２）と一体的に繰り出されている。
【００１３】
カム筒（１２）には１群カム（１７）と、２群カム（１８）、第２キー筒（１４）には１群キー（１９）と、２群キー（２０）が設けてあり、カム筒（１２）が回転し、第２キー筒（１４）が回転しないことで、１群カム（１７）と１群キー（１９）に勘合する１群レンズ（２１）の１群カムホロアピン（２２）と、２群カム（１８）と２群キー（２０）に勘合する２群レンズ（２３）の２群カムホロアピン（２４）を動かし、１群キー（１９）および２群レンズ（２３）を駆動している。第２キー筒（１４）に設けたキーホロア（２５）は、キー（１６）と勘合し、第２キー筒（１４）の回転止めを行っている。
【００１４】
第２キー筒（１４）の１群キー（１９）は、１群レンズ（２１）が繰り出されたとき外観面となる１群外筒（２１ａ）の内側に設けられ、レンズ有効径が大きく広がった１群レンズ（２１）の後方にきている。これはカム筒（１２）上の１群カム（１７）が比較的短く、ほとんど沈胴時の１群レンズ（２１）の厚さに納まっていることを利用し、１群外筒（２１ａ）の外側に、１群キー（１９）を設けた場合より筒１枚分だけ直径方向を縮小している。第２キー筒（１４）の２群キー（２０）は、１群レンズ（２１）の沈胴スペースの後方で、１群外筒（２１ａ）と同じ直径まで広がり、２群レンズ（２３）や３群レンズ（２６）に固定している絞りシャッターユニット（３１）の収納スペースを確保している。
【００１５】
１群カムホロアピン（２２）は外側（２２ａ）で、１群カム（１７）と、内側（２２ｂ）で１群キー（１９）と勘合している。
【００１６】
３群レンズ（２６）は３群カムホロアピン（２７）で、駆動キー筒（３）に設けた３群カム（２８）に勘合している。３群レンズ（２６）は、その垂れ下がった長い足（２９）を利用し、ＣＣＤホルダー（１５）に固定された３群キー（３０）で回転止めしている。駆動キー筒（３）に設けた３群カム（２８）は、沈胴端からワイド端に移動するほとんどの部分で、駆動キー溝（４）の下端（４ｂ）と、被駆動ギア（５）とに挟まれた狭い部分に位置し、この沈胴のストロークを利用して、長い穴のある駆動キー筒（３）での３条のカム溝の構成を可能としている。
【００１７】
（３２）はフォーカスレンズであり、第４群のレンズである。このレンズはカメラのピント合わせのため、ズーム動作とは切り離した運動が必要である。またズーム操作ではほとんど移動しないように設計しているため、独自の保持機構と送り機構をもっている。（３２ａ）はフォーカスレンズ（３２）の保持部で、ＣＣＤホルダー（１５）に固定されたガイドバー（３３）に案内され、図示しないステッピングモータと、ステッピングモータの軸に一体的に設けられた送りねじと、フォーカスレンズ（３２）側に設けたネジホロアによって、細かく制御した直進駆動が行われる。
【００１８】
（３４）はＣＣＤ（３５）上の被写体像がＣＣＤ（３５）上のカラーフィルタと干渉してモアレ縞等が発生するのを防止する複屈折フィルタである。ＣＣＤ（３５）は、取り付け板（３６）に接着し、ＣＣＤホルダー（１５）にビスによる固定を行った後、更に接着固定している。
【００１９】
図２と図３は、本発明の固定筒（１）に設けた差動カム（２）と、カム筒（１２）に設けた１群カム（１７）と、２群カム（１８）を示す図であり、カムが固定された差動カム（２）の展開方向は他のカムと反対にして分かり易くしている。
【００２０】
図２の差動カム（２）の軌跡（２ａ）は、１群レンズ（２１）と、２群レンズ（２３）を合わせて送るものであり、（２ｂ）が沈胴端、（２ｃ）がワイド端、（２ｄ）がテレ端である。図３の１群カム（１７）の軌跡（１７ａ）は、（１７ｂ）が沈胴端、（１７ｃ）がワイド端、（１７ｄ）がテレ端であり、カムが干渉しないよう沈胴端（１７ｂ）からワイド端（１７ｃ）の間にわずかな送りを持たせ、３条のカムを展開したときの干渉を避けるとともに、差動カム（２）の送りを少なくしている。
【００２１】
図３の２群カム（１８）の軌跡（１８ａ）は、（１８ｂ）が沈胴端、（１８ｃ）がワイド端、１８ｄ）がテレ端で、カムが干渉しないよう、沈胴端（１８ｂ）からワイド端（１８ｃ）の間にあまり大きな送りを持たせないようにして、３条のカムを展開したときの干渉を避けている。
【００２２】
このように差動カム（２）を別の筒に持たせることで、１群カム（１７）と、２群カム（１８）それぞれの干渉と、お互いの干渉を避け、ズームカムの構成を可能としている。また、図２の差動カム（２）に大きな移動量を持たせ、図３の１群カム（１７）、２群カム（１８）の形状でカムが干渉しないように、カムの形状を調整し、１群カム（１７）の送り量を最適化することで、鏡筒径を縮小し、コンパクトな鏡筒を作るためのカムの最適化を行っている。
【００２３】
ここで、本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
（実施態様１）
鏡筒を沈胴させるための差動カム機構と、差動カムによって繰り出されたカム筒の各々３条の１群カム、２群カムに案内駆動される１群レンズ、２群レンズを有する沈鏡筒撮影レンズ鏡筒を有するカメラにおいて、前記差動カム機構は少なくとも、本体に固定された３条の差動カムを有する固定筒と、回転しながら繰り出し／繰り込みを行うカム筒と、本体からの駆動力を伝える鏡筒駆動機構があり、前記１群レンズは繰り出し時外装面となる１群外筒のさらに内側で前記一群鏡筒と係合し、前記１群鏡筒の回転を止めるキー部材を有し、該キー部材は一群外筒と、ほぼ同一直径を有する２群レンズの回転を止める２群レンズキー部を有することを特徴とする。
【００２４】
（実施態様２）
前記差動カム機構は、本体に固定された三条の差動カムを有する固定筒と、カム筒と、カム筒を回転させながら繰り出し／繰り込みを行うためのキー溝と、本体からの駆動力をギアによって伝達され、少なくとも１２０度以上回転する被駆動ギアを有する駆動キー筒とを有することを特徴とする実施態様１に記載の沈胴鏡筒を有するカメラ。
【００２５】
（実施態様３）
前記駆動キー筒は被駆動ギアと、キー溝と、被駆動ギアの中間を通る３条の３群カムと、カムに案内駆動される３群レンズとを有していることを特徴とする実施態様２に記載の沈胴鏡筒を有するカメラ。
【００２６】
（実施態様４）
前記差動カムの光軸方向の長さは、前記１群カムの光軸方向の長さの３倍以上であり、前記２群カムの光軸方向の長さの１．５倍以上であることを特徴とする実施態様１に記載の沈胴鏡筒を有するカメラ。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明では、１群のレンズと、２群のレンズを送る差動カムに大きな移動量を持たせ、１群のカムを比較的移動量の少ないカムにすることで、沈胴およびズーム駆動機構の構成の一部を、巨大な１群レンズの後ろ、また１群外筒の中に配置することで、ズーム鏡筒の直径を小さくし、レンズのコンパクト化を図っている。
【００２８】
また、巨大な１群レンズを避けるように１群キーを設けたが、比較的ズーム倍率の低い１群レンズの場合でも、鏡筒内にバリアを設ける場合は、バリア機構の最大径が、１群レンズ外筒の大きさを決定することが多く、バリア機構の後方で、１群レンズ外筒の内側に１群キーを設けることで同様の効果を出し、ズーム鏡筒外形を小さくすることができる。
また、第２キー筒を１群の沈胴スペースの後方で径方向に拡大することで、シャッター絞り等の配置のスペースも確保している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における実施例を示すカメラの鏡筒の断面図である。
【図２】本発明に係る差動カムのカム軌跡を示す図である。
【図３】本発明に係るカム筒のカム軌跡を示す図である。
【符号の説明】
（１）本体に固定された固定筒 （２）固定筒（１）に設けた差動カム
（３）駆動キー筒 （４）駆動キー溝
（５）被駆動ギア （１１）駆動モータ
（１２）カム筒 （１３）差動カムホロアピン
（１４）第２キー筒 （１５）ＣＣＤホルダー
（１６）キー （１７）１群カム
（１８）２群カム （１９）１群キー
（２０）２群キー （２１）１群レンズ
（２２）１群カムホロアピン （２３）２群レンズ
（２４）２群カムホロアピン （２６）３群レンズ
（２７）３群カムホロアピン （２８）３群カム
（３０）３群キー （３２）フォーカスレンズ
（３５）ＣＣＤ

Claims (1)

1. 鏡筒を沈胴させるための差動カム機構と、差動カムによって繰り出されたカム筒の各々３条の１群カム、２群カムに案内駆動される１群レンズ、２群レンズを有する沈鏡筒撮影レンズ鏡筒を有するカメラにおいて、
   前記差動カム機構は少なくとも、本体に固定された３条の差動カムを有する固定筒と、回転しながら繰り出し／繰り込みを行うカム筒と、本体からの駆動力を伝える鏡筒駆動機構があり、
   前記１群レンズは繰り出し時外装面となる１群外筒のさらに内側で前記一群鏡筒と係合し、前記１群鏡筒の回転を止めるキー部材を有し、該キー部材は一群外筒と、ほぼ同一直径を有する２群レンズの回転を止める２群レンズキー部を有することを特徴とする沈胴鏡筒を有するカメラ。

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