JP4555607B2 - レンズ鏡筒繰出し機構 - Google Patents

Description

本発明は、収納位置と撮影位置を有する沈胴式のレンズ鏡筒に関する。

近年カメラの小型化の要求はとどまるところが無く、特に携帯性の向上のためにカメラ薄型化が重要視されており、カメラ薄型化の制約となっているレンズ鏡筒ユニットの薄型化が求められている。レンズ鏡筒ユニットの薄型化の手法としては、不使用時にレンズ群や撮像デバイスの間隔を減少させてレンズ鏡筒を沈胴して収納することが従来より実施されている。

また、特許文献１のように、収納状態では撮影レンズ群の一部が撮影光軸から退避して沈胴されるものがあり、被写体側から２番目のレンズ群を退避して沈胴する方式が実施されている。さらに、特許文献２のように、レンズ群の移動量を犠牲にすることなくレンズ繰出し用のカム筒を薄型化する手法もある。
特開２００３−３１５８６１号公報 特開２００４−８５９３４号公報

レンズ鏡筒の薄型化が達成されたとしても、レンズの光学性能は維持する必要がある。通常ズームデジタルカメラにおいては撮影光学系が３つのレンズ群により構成されている場合が多く、それぞれのレンズ群の撮影光軸方向の移動によりズーム動作や沈胴動作が行われている。この場合、レンズ群の撮影光軸のずれ特に被写体側から１番目のレンズ群と２番目のレンズ群との光軸のずれ、または１番目のレンズ群と２番目のレンズ群との相対的な光軸の傾きは光学性能に大きな影響を与えるため、特許文献１または２の実施形態のように２番目のレンズ群のみを個別の退避機構によって退避収納する手法は、レンズ群の傾きや平行偏心が発生しやすく光学性能の維持が困難である。

本発明は、上記課題に鑑み、光学性能に影響が大きいレンズ群どうしの相対位置関係を維持するとともにそれらのレンズ群をまとめて退避収納する繰出し機構を実現し、レンズ鏡筒の薄型化を達成することを目的とする。

請求項１に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、被写体側から順に前方側レンズ群、後方側レンズ群、撮像デバイスからなる撮影光学系を繰出し保持するレンズ鏡筒繰出し機構であって、収納位置においては、撮影光軸上にある後方側レンズ群および撮像デバイスの側方であって撮影光軸から離れた位置に前方側レンズ群を収納し、撮影位置においては、前方側レンズ群とを繰り出すとともに、撮影光軸上に位置させるように撮影光学系を繰出し保持するレンズ鏡筒繰出し機構において、内周面に複数のカム溝が形成され固定された固定筒と、外周に前記固定筒のカム溝と係合する少なくとも一つのカムフォロアを有し、前記撮影光軸に対して偏心した平行な軸を中心に回転する回転筒と、外周に前記固定筒のカム溝と係合する少なくとも一つのカムフォロアを有し、前記回転筒に対して回転可能に支持され前方側レンズ群を保持する規制筒と、前記回転筒に回転力を与え、前記規制筒を前記回転筒の回転軸まわりに回転運動及び前記回転筒の回転軸方向に沿って推進運動させる駆動機構と、を備え、前記回転運動により、前方側レンズ群の中心軸を前記撮影光軸に一致させるように駆動し、前記推進運動により、前方側レンズ群を後方側レンズ群の前方に位置させるように駆動すること、を特徴とする。

請求項２に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項１記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、収納位置から、収納位置と撮影位置との間の所定位置までは、前記規制筒が前記回転運動をすることなく、前記推進運動のみを行うように、前記固定筒のカム溝が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項１または２記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、前記固定筒の複数のカム溝は互いに交差しないように形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項１または２記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、前記回転筒のカムフォロアに係合する前記固定筒のカム溝と前記規制筒のカムフォロアに係合する前記固定筒のカム溝とが、同じカム軌跡を共有する領域を持つように配置し、それぞれのカム溝の深さを互いに異なるように形成したことを特徴とする。

請求項５に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項４記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、前記回転筒のカムフォロア近傍または前記規制筒のカムフォロア近傍に、それぞれのカムフォロアが係合するカム溝とほぼ係合する形状を有する突起部をそれぞれ前記回転筒または前記規制筒に設けたことを特徴とする。

請求項６に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、前記回転筒の回転によって撮影位置に繰出された撮影光学系が、さらなる回転筒の回転によって焦点距離が可変になるように構成されたことを特徴とする。

請求項７に記載のレンズ鏡筒繰出し機構の発明は、請求項６記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、撮影光学系は３つのレンズ群より構成され、規制筒は、前方側レンズ群である、被写体側より１番目のレンズ群と２番目のレンズ群を保持していることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、撮影光学系を保持した規制筒が回転軸まわりの回転動作と回転軸方向の繰出し動作を任意に組合せて行うことができる。例えば、撮像デバイスの側方に収納されたレンズを前記回転動作と前記繰出し動作によって撮像デバイスの前方に配置することができる。従って、撮影時に撮像デバイスの前方に配置されるレンズを撮像デバイスの側方に収納できるので、収納時にレンズ鏡筒の薄型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、収納位置で撮影光学系の側方に配置されている撮像デバイス等の構成部品と干渉することなく光軸方向に撮影光学系を直進繰出しした後に回転動作を行うことができるので、撮影光学系の周囲に隙間を少なくして構成部品を配置することができ、レンズ鏡筒の小型化を図ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、カム溝が交差することがないので、カムフォロアが所望のカム溝から脱輪して作動に不具合が生じることがなくなる。

請求項４に記載の発明によれば、回転筒用のカム溝と規制筒用のカム溝が同じカム軌跡を共有する領域を持つようにしても、それぞれのカム溝の深さが異なるため、カムフォロアをカム溝から脱輪することなくガイドすることができる。回転筒用のカム溝と規制筒用のカム溝とで一部重複したカム軌跡を持たせることができれば、固定筒のカム溝配置範囲を広く設定することができて設計自由度が大きくなる。

請求項５に記載の発明によれば、カム溝の重複した領域で回転筒もしくは規制筒のカムフォロアがカム溝から少し逸れて作動負荷変動が生じることを防止することができ、回転筒もしくは規制筒をスムーズに動かすことができる。

請求項６に記載の発明によれば、回転筒の回転によって収納位置から撮影位置まで撮影光学系を駆動した後に、引き続いて回転筒を回転させることによりズーム動作を行うことができるので、沈胴動作やズーム動作の制御が行いやすい。

請求項７に記載の発明によれば、光学性能に影響が大きい被写体側より１番目のレンズ群と２番目のレンズ群どうしの相対位置関係を維持しつつ、それらのレンズ群をまとめて退避収納することができるため、レンズ鏡筒の光学性能を維持しながら薄型化を図ることができる。

図１ないし図２１について本実施形態のレンズ鏡筒の全体構成を説明する。この実施形態はデジタルカメラ用のズームレンズ鏡筒に本発明を適用したものである。

図１に広角側の撮影位置におけるレンズ鏡筒２の断面図を示す。撮影光学系は被写体側から順に第１レンズ群３１、第２レンズ群３２、第３レンズ群３３、ローパスフィルタ３４、ＣＣＤ（撮像デバイス）３５からなっている。撮影光学系の光軸はＪ１である。撮影光軸Ｊ１はレンズ鏡筒の中心軸Ｊ２と平行であり、中心軸Ｊ２とは偏心している。ズーミングは第１レンズ群３１と第２レンズ群３２を撮影光軸Ｊ１方向にそれぞれ移動させることにより行い、フォーカシングは第３レンズ群３３を撮影光軸Ｊ１方向に移動させることによって行う。被写体側から第１レンズ群３１、第２レンズ群３２、第３レンズ群３３を通った光束はローパスフィルタ３４を通ってＣＣＤ３５に導かれる。なお、以下の説明中で「光軸方向」という記載は、特に断りがなければ撮影光軸Ｊ１と平行の方向を意味するものとする。

固定筒６１はボディ本体１に固定されており、固定筒６１の後方にはＣＣＤホルダ２１が固定筒６１の開口を覆うように固定されている。ＣＣＤホルダ２１にはＣＣＤ３５前方の開口部２１ａにローパスフィルタ３４が接着支持されている。また、ＣＣＤ３５は放熱板２２と一体支持されておりＣＣＤ３５はその放熱板２２を介してＣＣＤホルダ２１に固定されている。放熱板２２後方にはＣＣＤ３５で生成した電気信号を転送するためのＣＣＤ用フレキシブルプリント基板２３が配置される。

フォーカシングを行う第３レンズ群３３と第３レンズ群を駆動するフォーカス駆動機構３はＣＣＤホルダ２１に対して組込まれている。図２にフォーカス駆動機構３の断面図を示す。第３レンズ群３３を支持する第３レンズ枠４１はＣＣＤホルダ２１に設けられた一対のガイド軸Ａ４２とガイド軸Ｂ４３によって光軸方向に摺動可能に支持されている。ガイド軸Ａ４２は第３レンズ枠４１のメインのガイド軸でガイド軸Ｂ４３は第３レンズ枠４１の回転規制用であり、第３レンズ枠４１に形成したガイド穴４１ａと４１ｂと摺動可能に嵌っている。
フォーカスモータ４４は固定筒６１の内部で第３レンズ群３３とＣＣＤ３５の側方に配置されＣＣＤホルダ２１に対して固定されている。フォーカスモータ４４の回転駆動力は、フォーカスモータギア４５からフォーカスギア４６、４７を介して送りねじ４８に伝達され、送りねじ４８とナット４９の蝶合関係により第３レンズ枠４１が光軸方向に進退される。フォーカスモータ４４の回転駆動力はフォーカスギア４６、４７によって減速されるため、送りねじ４８は十分な回転トルクを得ることができる。第３レンズ枠４１は第３レンズ枠ばね５０によって光軸方向に付勢されている。フォーカスモータ４４はＣＣＤホルダ２１後方に配設したレンズ駆動用フレキシブルプリント基板５１を介してカメラの制御回路により制御される。

図３に撮影位置におけるレンズ鏡筒２の正面透視図を示す。固定筒６１の上部にはズームモータ８１と減速ギア列８２が配置されている。ズームモータ８１の駆動力は減速ギア列８２を介してズームギア８３に伝達される。ズームギア８３は光軸方向と平行なギア軸８４によって固定筒６１に対し回転可能に支持されている。ズームモータ８１、減速ギア８２、ズームギア８３が、レンズ鏡筒２の繰出し機構における駆動機構部である。ズームモータ８１はＣＣＤホルダ２１後方に配設したレンズ駆動用フレキシブルプリント基板５１を介してカメラの制御回路により制御される。

図４に固定筒６１の外周面側から見た展開図を示す。固定筒６１の内周には回転筒６２をガイドする３本のカム溝６１ａと規制筒６３をガイドする３本のカム溝６１ｂが形成されている。規制筒６３のカム溝６１ａは回転筒６２のカム溝６１ｂより深く形成されている。両カム溝６１ａ、６１ｂは同じカム軌跡を共有する領域６１ｃを有しており、この領域６１ｃでは図５に示すように２段形状のカム溝になっている。

図６に回転筒６２の外周面側から見た展開図を示す。回転筒６２は固定筒６１の内周側に位置し、回転筒６２に設けられた穴部６２ａには３つの回転筒カムフォロアピン６４が挿入されており固定筒６１のカム溝６１ａと係合する。また、回転筒６２の外周には、挿入された３つの回転筒カムフォロアピン６４の近傍位置に固定筒６１のカム溝６１ａとほぼ係合する形状を有する突起部６２ｂが形成されている。この突起部６２ｂの機能は後述する。回転筒６２の外周部にはズームギア８３と噛みあうギア部６２ｃが設けられており、ズームモータ８１、減速ギア８２、ズームギア８３からなる駆動機構の回転駆動力が伝達される。ズームギア８３の回転によって回転筒６２が中心軸Ｊ２まわりに回転すると回転筒６２は固定筒６１のカム溝６１ａに沿って繰出し繰込みされる。

図７に規制筒６３の外周面側から見た展開図を示す。規制筒６３は回転筒６２の内周側に位置し、規制筒６３の外周に設けられた爪部６３ａが回転筒６２の内周に設けられた溝部６２ｄと係合し、回転筒６２に対して相対的に光軸方向への動きは規制されるが互いに回転可能に支持されている。規制筒６３の外周には３つのカムフォロア６３ｂが形成されて固定筒６１のカム溝６１ｂと係合する。規制筒６３のカムフォロア６３ｂは断面形状が図８に示すように平行四辺形になっており、固定筒６１のカム溝６１ｂの直線領域６１ｄ、６１ｅと係合する際にはカムフォロア６３ｂの平面６３ｃが係合し、固定筒６１のカム溝６１ｂの斜面領域６１ｃと係合する際にはカムフォロア６３ｂの平面６３ｄが係合する。

図９にカム筒６５の外周面側から見た展開図を示す。カム筒６５は規制筒の内周側に位置し、外周に３つのカムフォロア６５ａが形成されている。カムフォロア６５ａは規制筒６３の内周に設けられたカム溝６３ｅと係合し、カム筒６５は規制筒６３との相対回転によって、規制筒６３のカム溝６３ｅによって繰出し繰込み動作を行う。また、カム筒６５に設けられた穴部６５ｂには３つのカム筒ガイド軸６６が挿入されており、このカム筒ガイド軸６６は規制筒６３の穴部６３ｆを貫通して回転筒６２内周部の光軸方向に設けられた直進溝６２ｅと係合している。これにより、カム筒６５と回転筒６２は相対回転が不能であるが光軸方向には相対的に動くことができる。

すなわち、回転筒６２と規制筒６３とが相対回転をすれば、カム筒６５が規制筒６３のカム溝６３ｅに沿って繰出し繰込みされる構成となる。

図１０に直進筒６７の外周面側から見た展開図を示す。直進筒６７はカム筒６５の内側に位置し、カム筒６５の内周面に設けられた爪部６５ｃが直進筒６７の外周に設けられた突起部６７ａ、６７ｂに挟み込まれることにより、相対的に光軸方向への動きは規制されるが互いに回転可能に支持されている。直進筒６７の外周面側に設けられたガイド爪部６７ｃは規制筒６３の内周部の光軸方向に設けられた直進溝６３ｇと係合する。これにより、直進筒６７と規制筒６３は相対回転が不能であるが光軸方向には相対的に動くことができる。

図１１に第１レンズ枠６８の外周面側から見た展開図を示す。第１レンズ枠６８はカム筒６５の内側に位置し、第１レンズ群３１を支持している。第１レンズ枠６８に設けられた穴部６８ａには３つの第１レンズ枠カムフォロアピン６９が挿入されており、第１レンズ枠カムフォロアピンの外周側のカムフォロア部６９ａはカム筒６５の内周に設けられたカム溝６５ｄと係合する。また、第１レンズ枠カムフォロアピン６９の内周側のガイド部６９ｂは直進筒６７の光軸方向に設けられた直進ガイド穴６７ｄと係合する。これにより、第１レンズ枠６８は、カム筒６５と直進筒６７との相対回転さらにはカム筒６５と規制筒６３との相対回転によって、直進筒６７および規制筒６３に対して相対回転することなく光軸方向にカム筒６５のカム溝６５ｄに沿って繰出し繰込みされる構成となる。

図１２に第２レンズ枠７０の外周面側から見た展開図を示す。第２レンズ枠７０は直進筒６７の内側に位置し、第２レンズ群３２を支持している。第２レンズ群７０の外周面には３つのカムフォロア７０ａが形成されており、カムフォロア７０ａはカム筒６５の内周に設けられたカム溝６５ｅと係合する。また、第２レンズ枠７０のカムフォロア７０ａの根元部７０ｂは直進筒６７の光軸方向に設けられた直進ガイド穴６７ｅと係合する。これにより、第２レンズ枠７０は、カム筒６５と直進筒６７との相対回転さらにはカム筒６５と規制筒６３との相対回転によって、直進筒６７および規制筒６３に対して相対回転することなく光軸方向にカム筒６５のカム溝６５ｅに沿って繰出し繰込みされる構成となる。

第２レンズ枠７０には被写体側からの入射光を遮るためのシャッタユニット７１が取り付けられる。シャッタユニット７１に設けられたアクチュエータ７１ａをカメラの制御回路と接続するためのシャッタ用フレキシブルプリント基板７２が、シャッタユニット７１からレンズ鏡筒２の内部を通ってＣＣＤホルダ２１後方に配設したレンズ駆動用フレキシブルプリント基板５１に接続される。

第２レンズ枠７０と第１レンズ枠６８の間には群間付勢ばね７３が設けられ、第２レンズ群７０と第１レンズ群６８を光軸方向に沿って互いに引き離す方向に付勢している。
これによって、第１レンズ枠６８とカム筒６５のカム係合部のがたと第２レンズ枠７０とカム筒６５のカム係合部のがたをなくすことができ、光学性能の安定化を図ることができる。

ここで、レンズ鏡筒２の収納位置から撮影位置への繰出し動作について説明する。

図１３に収納位置におけるレンズ鏡筒２の断面図を示す。また、図１４に収納位置におけるレンズ鏡筒２の正面透視図を示す。第１レンズ群３１と第２レンズ群３２の中心軸はＪ３であり、第３レンズ群３３とローパスフィルタ３４とＣＣＤ３５の側方、かつフォーカス駆動機構３の側方で撮影光軸Ｊ1から離れた位置に収納されている。つまり、第１レンズ群３１と第２レンズ群３２、第３レンズ群３３とローパスフィルタ３４とＣＣＤ３５、フォーカス駆動機構３の３つのブロックは光軸に垂直な略同一の平面上に収納されている。

第１レンズ群３１と第２レンズ群３２はレンズ鏡筒２の中心軸Ｊ２を中心に回転しながら光軸方向に繰出され図１に示す撮影位置の状態になる。レンズ鏡筒２の正面から見ると、図１５に示す収納位置の状態から第１レンズ群３１と第２レンズ群３２とがＺ１方向に回転しながら繰出され図１６に示す撮影位置の状態になる。撮影位置では第１レンズ群３１と第２レンズ群３２の中心軸Ｊ３と撮影光軸Ｊ１とが一致するため、レンズ鏡筒２の中心軸Ｊ２と撮影光軸Ｊ１の偏心距離と、レンズ鏡筒２の中心軸Ｊ２と第１レンズ群３１、第２レンズ群３１の中心軸Ｊ３の偏心距離とは等しい。

レンズ鏡筒２の収納位置においては、回転筒６２に挿入された回転筒カムフォロアピン６４は固定筒６１のカム溝の６１（１）位置に、規制筒６３のカムフォロア６３ｂはは固定筒６１のカム溝の６１（１１）位置にある。また、カム筒６５のカムフォロア６５ａは規制筒６３のカム溝の６３（１）位置にあり、第１レンズ枠６８に挿入された第１レンズ枠カムフォロアピン６９はカム筒６５のカム溝の６５（１）位置に、第２レンズ枠７０のカムフォロア７０ａはカム筒６５のカム溝の６５（１１）の位置にある。（図１７、図１８、図１９）
ズームギア８３の回転により回転筒６２が中心軸Ｊ２の回りに回転すると、回転筒カムフォロアピン６４は固定筒６１のカム溝６１（１）位置から６１（２）位置方向に動き光軸方向に繰出されていく。一方規制筒６３は回転筒６２に対して相対的に光軸方向への動きは規制されかつ固定筒６１のカム溝６１ｂによってガイドされているため、固定筒６１のカム溝６１（１１）位置から６１（１２）位置に沿って光軸方向に直進繰出しされる。規制筒６３が固定筒６１のカム溝６１（１１）位置から６１（１２）位置まで動く間は、回転筒６２と規制筒６３との間に相対回転が生じるため、カム筒６５のカムフォロア６５ａは規制筒６３のカム溝６３（１）位置から６３（２）位置方向へ、これと同時にカム筒６５と規制筒６３との間に相対回転が生じるため、第１レンズ枠カムフォロアピン６９はカム筒６５のカム溝６５（１）位置から６５（２）位置方向へ、第２レンズ枠７０のカムフォロア７０ａはカム筒６５のカム溝６５（１１）位置から６５（１２）位置方向へと動く。

回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝６１（２）位置に達した時には、規制筒６３のカムフォロア６３ｂは固定筒６１のカム溝６１（１２）位置に、カム筒６５のカムフォロア６５ａは規制筒６３のカム溝６３（２）位置に、第１レンズ群カムフォロアピン６９はカム筒６５のカム溝６５（２）位置に、第２レンズ群７０のカムフォロア７０ａはカム筒６５のカム溝６５（１２）位置にそれぞれ駆動される。

この動きにより、規制筒６３は光軸方向に直進繰出しされ、さらにカム筒６５、第１レンズ枠６８と第２レンズ枠７０も光軸方向に直進繰出しされるので、第１レンズ群３１と第２レンズ群３２とは光軸方向の被写体側に直進繰出しされることになる。

これによって、その後に第１レンズ群３１と第２レンズ群とが回転運動を始める前に、第１レンズ群３１と第２レンズ群３２をその側方にある第３レンズ群３３、ローパスフィルタ３４、ＣＣＤ３５及びフォーカス駆動機構３と干渉しない位置まで直進繰出しすることができる。

回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（２）位置からさらに回転を続け６１（３）位置まで回転筒６２を繰出していくと、規制筒６３のカムフォロア６３ｂは固定筒６１のカム溝の６１（１３）位置に達する。この動作中は、回転筒６２の角度あたりの繰出し量と規制筒６３の角度あたりの繰出し量とが同じになるように固定筒６１のカム溝６１ａ、６１ｂが形成されているため、回転筒６２の規制筒６３の相対回転は発生しない。

このため、回転筒６２、規制筒６３、カム筒６５、直進筒６７、第１レンズ枠６８、第２レンズ枠７０は一体となって中心軸Ｊ２まわりに回転しながら繰出されていく。

この動作の途中で回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（１３）位置を通過する時、固定筒６１のカム溝６１ｂがカム溝６１ａより深く形成されているため、回転筒カムフォロアピン６４は固定筒６１のカム溝６１ａの６１（１４）位置側で係合がなくなるが、回転筒６２に設けられた突起部６２ｂが固定筒６１のカム溝６１ａとほぼ係合しているためスムーズに負荷変動なく繰出されていく。すなわち、回転筒カムフォロアピン６４は固定筒６１のカム溝６１ａに対して主のガイド部であるが、回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（１３）位置を通過する時に限り、従のガイド部である回転筒６２に設けられた突起部６２ｂがガイド機能を果たす。上記の「ほぼ係合」とは、従のガイド部である回転筒６２に設けられた突起部６２ｂの係合が、主のガイド部である回転筒カムフォロアピン６４の係合に対して過拘束になる等のガイド機能を阻害することがない程度に係合している状態のことを示す。

回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（３）位置に、かつ規制筒６３のカムフォロア６３ｂが固定筒６１のカム溝の６１（１３）位置に達したときに、撮影光軸Ｊ１と第１レンズ群３１と第２レンズ群３２の中心軸Ｊ３が一致する。

回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（３）位置からさらに回転を続け６１（４）位置まで回転筒６２を繰出していくと、規制筒６３のカムフォロア６３ｂは固定筒６１のカム溝の６１（１３）位置から６１（１４）位置まで光軸方向に直進繰出しされる。この時の動きは回転筒カムフォロアピン６４が固定筒６１のカム溝の６１（１）位置から６１（２）位置に駆動されるときと同様の関係になる。すなわち、回転筒６２と規制筒６３との間に相対回転が生じカム筒６５のカムフォロア６５ａは規制筒６３のカム溝の６３（２）位置から６３（４）位置に駆動され、カム筒６５と規制筒６３との相対回転が生じ第１レンズ枠カムフォロアピン６９はカム筒６５のカム溝の６５（２）位置から６５（４）位置に、第２レンズ枠７０のカムフォロア７０ａはカム筒６５のカム溝の６５（１２）位置から６５（１４）位置に駆動される。この位置がレンズ鏡筒２の広角側の撮影位置であり、図１の断面図に相当する位置である。

次に広角側の撮影位置から望遠側の撮影位置までのズーミング動作について説明する。

ズームギア８３の回転により回転筒６２が回転し、回転筒カムフォロアピン６４は固定筒６１のカム溝の６１（４）位置（広角側の撮影位置に相当する位置）から６１（５）位置（望遠側の撮影位置に相当する位置）まで駆動される。この範囲の固定筒６１のカム溝は光軸方向に対して垂直方向に形成されているため、回転筒６２は光軸方向に繰出されることなく回転軸Ｊ２まわりに回転し、規制筒６３は停止したままとなる。この動作中は回転筒６２と規制筒６３との間で相対回転が生じるのでカム筒６５のカムフォロア６５ａは規制筒６３のカム溝の６３（４）位置から６３（５）位置まで駆動され、カム筒６５と規制筒６３との間で相対回転が生じるので第１レンズ枠カムフォロアピン６９はカム筒６５のカム溝の６５（４）位置から６５（５）位置まで、第２レンズ枠７０のカムフォロア７０ａはカム筒６５のカム溝の６５（１４）位置から６５（１５）位置までそれぞれのカム溝にガイドされて駆動される。規制筒６３は停止しているので、第１レンズ群３１を支持している第１レンズ枠６８と第２レンズ群７０を支持している第２レンズ群７０は中心軸Ｊ２まわりに回転することなく光軸方向にそれぞれ進退する。カム筒６５と規制筒６３のそれぞれのカム溝は、広角側から望遠側までの間で焦点距離が順次可変になるような形状で形成されている。図２０は望遠側の撮影位置におけるレンズ鏡筒２の断面図である。

望遠側の撮影位置から広角側の撮影位置方向への駆動は、ズームギア８３を逆方向に回転させれば良いため、ズームギア８３を駆動するズームモータ８１の制御により任意の焦点距離を得ることができる。また、広角側の撮影位置から収納位置までの駆動についても、ズームギア８３を逆方向に回転させれば上記説明の反対方向の動作を行うので図１３に示す収納状態へと導くことができる。

図２１に回転筒６２の回転角度とレンズ鏡筒２の各移動部材の光軸方向移動距離との関係図を示す。横軸は回転筒６２の回転角度であり、縦軸は回転筒６２、規制筒６３、カム筒６５、第２レンズ枠７０、第１レンズ枠６８の光軸方向への絶対的な移動距離である。各移動部材の移動時の通過ポイントに対応するカム溝の位置（図１７、図１８、図１９）を図２１中に示す。図２１によりレンズ鏡筒２の各移動部材の光軸方向移動の関係を理解することができる。

上記の構成により、レンズ鏡筒２の収納位置（カメラ不使用時の位置）では第１レンズ群３１と第２レンズ群３２とを第３レンズ群３３とローパスフィルタ３４とＣＣＤ３５の側方に退避させてレンズ鏡筒２の薄型化を図り、撮影位置では第１レンズ群３１と第２レンズ群３２とを撮影光軸Ｊ１上の所望の位置に移動し、さらにズーミングも可能である構成を実現することができる。

また、第１レンズ群３１と第２レンズ群３２は、規制筒６３より内側の筒状構成部品によって共に支持されているため、光学性能に大きな影響を与える第１レンズ群３１と第２レンズ群３２とのレンズ光軸の偏心や相対的な傾きを減少させることができるので、撮影位置で光学性能を維持することができる。

さらに、これらの繰出し機構はズームモータ８１を駆動源として回転筒６２の回転のみによって行われるため、専用の第１レンズ群３１と第２レンズ群の退避機構やその駆動源を別途設ける必要はなく、レンズ鏡筒２の構成が簡素化されて小型化を図ることができる。

以上本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、本実施形態では固定筒６１に設けた規制筒６３のカムフォロア６３ｂが係合するカム溝６１ｂを、回転筒カムフォロアピン６４が係合するカム溝６１ａより深く形成しているが、逆に固定筒６１のカム溝６１ｂをカム溝６１ａより浅く形成しても良い。

また、本実施形態では固定筒６１に設けた回転筒カムフォロアピン６４が係合するカム溝６１ａと規制筒６３のカムフォロア６３ｂが係合するカム溝６１ｂとは同じカム軌跡を共有する領域６１ｃを持つように形成されているが、図２２に示すように固定筒１６１の回転筒カムフォロアピン６４が係合するカム溝１６１ａと規制筒６３のカムフォロア６３ｂが係合するカム溝１６１ｂとが交差しないように形成されていても良い。固定筒１６１のカム溝１６１ａとカム溝１６１ｂとが交差しなければ、図２３に示すように固定筒１６１の基本厚みＤ２は本実施の形態での固定筒６１の基本厚みＤ１よりも薄くすることができて外径が小さくなるので、レンズ鏡筒２の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では固定筒６１のカム溝６１ａの６１（１）位置から６１（４）位置までとカム溝６２ｂの６１（１２）位置から６１（１３）位置までとが同一角度をもった直線で形成されており一定量づつ繰出されるように構成されているが、カム溝６１ａとカム溝６１ｂの軌跡をそれぞれ曲線等で自由に設定して、回転筒６２と規制筒６３の光軸方向の移動量と中心軸Ｊ２まわりの回転量との関係を任意に決めることができる。

また、本実施形態では回転筒カムフォロアピン６４と回転筒６２とを別部品で構成しているが、回転筒６２にカムフォロア形状を一体に設けても良い。同様に、本実施形態では規制筒６３にカムフォロア６３ｂを一体に設けているが、規制筒６３とカムフォロア部を別部品で構成しても良い。

また、固定筒６１のカム溝と係合する回転筒カムフォロアピン６４および規制筒６３のカムフォロア６３ｂは必ずしも３つである必要はなく、１つでも２つでも４つ以上でも良い。

また、本実施形態では規制筒６３が、カム筒６５、直進筒６７を介して第１レンズ群３１、第２レンズ群３２を支持している第１レンズ枠６８、第２レンズ枠７０を間接的に保持する構成であるが、規制筒６３が別の部材を介して撮影光学系を間接的に保持する構成であっても、規制筒６３が撮影光学系を直接的に保持する構成であっても良い。

レンズ鏡筒の光学系は３つのレンズ群により必ずしも構成される必要はなく、１つでも２つでも４つ以上でも良い。規制筒６３に保持されて退避させるレンズ群も、第１レンズ群３１、第２レンズ群３２に限られることなく光学系のうち任意のレンズ群を選択することができる。

また、本実施形態ではズームレンズ鏡筒について本発明のレンズ繰出し機構を適用したものであるが、ズーム動作を行わない鏡筒いわゆる単焦点レンズ鏡筒に対しても適用可能である。単焦点レンズ鏡筒への適用の場合でもズームレンズ鏡筒への適用の場合と同様に収納位置での薄型化を図ることができる。

また、本発明のレンズ鏡筒繰出し機構はレンズ鏡筒以外の繰出し機構にも適用が可能である。

レンズ鏡筒の薄型化が図れ携帯性にすぐれたカメラを提供できるので、カメラ分野で利用価値が高い。

広角側の撮影位置におけるレンズ鏡筒の断面図である。 レンズ鏡筒のフォーカス駆動機構の断面図である。 撮影位置におけるレンズ鏡筒の正面透視図である。 固定筒の外周面側から見た展開図である。 固定筒のカム溝部の断面図である。 回転筒の外周面側から見た展開図である。 規制筒の外周面側から見た展開図である。 規制筒カムフォロア部の断面図である。 カム筒の外周面側から見た展開図である。 直進筒の外周面側から見た展開図である。 第１レンズ枠の外周面側から見た展開図である。 第２レンズ枠の外周面側から見た展開図である。 収納位置におけるレンズ鏡筒の断面図である。 収納位置におけるレンズ鏡筒の正面透視図である。 収納位置におけるレンズ鏡筒の正面図である。 撮影位置におけるレンズ鏡筒の正面図である。 固定筒のカム溝位置の指示図である。 規制筒のカム溝位置の指示図である。 カム筒のカム溝位置の指示図である。 望遠側の撮影位置におけるレンズ鏡筒の断面図である。 回転筒回転角度と各移動部材の光軸方向移動距離との関係図である。 本発明の別の実施形態における固定筒の外周面側から見た展開図である。 図２２の固定筒のカム溝部の断面図である。

符号の説明

１ ボディ本体
２ レンズ鏡筒
３ フォーカス駆動機構
２１ ＣＣＤホルダ
３１ 第１レンズ群
３２ 第２レンズ群
３３ 第３レンズ群
３４ ローパスフィルタ
３５ ＣＣＤ
４１ 第３レンズ群
４４ フォーカスモータ
６１ 固定筒
６２ 回転筒
６３ 規制筒
６４ 回転筒カムフォロアピン
６５ カム筒
６６ カム筒ガイド軸
６７ 直進筒
６８ 第１レンズ枠
６９ 第１レンズ枠カムフォロアピン
７０ 第２レンズ枠
７１ シャッタ
８１ ズームモータ
８３ ズームギア

Claims (7)

1. 被写体側から順に前方側レンズ群、後方側レンズ群、撮像デバイスからなる撮影光学系を繰出し保持するレンズ鏡筒繰出し機構であって、収納位置においては、撮影光軸上にある後方側レンズ群および撮像デバイスの側方であって撮影光軸から離れた位置に前方側レンズ群を収納し、撮影位置においては、前方側レンズ群とを繰り出すとともに、撮影光軸上に位置させるように撮影光学系を繰出し保持するレンズ鏡筒繰出し機構において、
   内周面に複数のカム溝が形成され固定された固定筒と、
   外周に前記固定筒のカム溝と係合する少なくとも一つのカムフォロアを有し、前記撮影光軸に対して偏心した平行な軸を中心に回転する回転筒と、
   外周に前記固定筒のカム溝と係合する少なくとも一つのカムフォロアを有し、前記回転筒に対して回転可能に支持され前方側レンズ群を保持する規制筒と、
   前記回転筒に回転力を与え、前記規制筒を前記回転筒の回転軸まわりに回転運動及び前記回転筒の回転軸方向に沿って推進運動させる駆動機構と、を備え、前記回転運動により、前方側レンズ群の中心軸を前記撮影光軸に一致させるように駆動し、前記推進運動により、前方側レンズ群を後方側レンズ群の前方に位置させるように駆動すること、を特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   収納位置から、収納位置と撮影位置との間の所定位置までは、前記規制筒が前記回転運動をすることなく、前記推進運動のみを行うように、前記固定筒のカム溝が形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
3. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   前記固定筒の複数のカム溝は互いに交差しないように形成されていることを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
4. 請求項１または２記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   前記回転筒のカムフォロアに係合する前記固定筒のカム溝と前記規制筒のカムフォロアに係合する前記固定筒のカム溝とが、同じカム軌跡を共有する領域を持つように配置し、それぞれのカム溝の深さを互いに異なるように形成したことを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
5. 請求項４記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   前記固定筒の浅い方のカム溝に係合するカムフォロアの近傍に、当該カム溝とほぼ係合する形状を有する突起部を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   前記回転筒の回転によって撮影位置に繰出された撮影光学系が、さらなる回転筒の回転によって焦点距離が可変になるように構成されたことを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。
7. 請求項６記載のレンズ鏡筒繰出し機構において、
   撮影光学系は３つのレンズ群より構成され、規制筒は、前方側レンズ群である、被写体側より１番目のレンズ群と２番目のレンズ群を保持していることを特徴とするレンズ鏡筒繰出し機構。

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