JP4660291B2 - 鏡筒駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、鏡筒駆動機構に係り、特に光学系機器に用いられる鏡筒駆動機構に関する。

従来より、前後二つのレンズ群を前後方向に駆動しながら変倍や焦点調節を行うために使用される鏡筒駆動機構が知られている。
このような鏡筒駆動機構において、非撮影時の光軸方向の寸法を小さくするための技術が種々提案されており、非撮影時にシャッタの開口部が開き、この開口部内にシャッタに隣接するレンズの少なくとも一部が収納される技術や、光学系の一部を光路外に退避させた状態で収納する技術が知られている。後者の技術では、光軸と垂直な平面でレンズを揺動させて、光軸外へ退避させる方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００４−３１７９４３号公報 特開２００４−３１８０５１号公報

しかしながら、現在ではさらなるコンパクト化が要求されており、鏡筒のサイズを小さくするには限界があり、鏡筒のサイズをこれ以上小さくするには物理的に困難とされている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、さらなる薄型化を実現することのできる鏡筒駆動機構を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、例えば、図１、図２に示すようにレンズ鏡筒１０の内側に設けられて、露光開口部を開閉又は絞るシャッタ羽根８３を有するシャッタユニット８と、
前記シャッタユニットの内側後方に配置され、レンズ群（例えば、第二レンズ群３１）を保持するレンズ枠（例えば、第二レンズ枠３）と、
前記レンズ枠及びシャッタユニットを光軸方向に繰込・繰出動作させる駆動手段（駆動源８６）とを備えた鏡筒駆動機構１であって、
前記レンズ枠は、繰込動作に伴い、光路内に配置される位置から、シャッタユニットの後方の光路外に退避される位置に移動自在とされており、
前記シャッタユニットのうち、繰込動作に伴って移動した前記レンズ群と対向する面には、凹部８１aが形成され、この凹部内に、前記シャッタユニットの後方の光路外に退避
した前記レンズ群の一部が収納され、
前記レンズ群は、前記レンズ枠（例えば、第二レンズ枠３のうちの外側レンズ枠３b）に対して光軸方向に前後移動自在にかつ付勢手段（例えば、コイルバネＢ２）により後方に付勢されており、
繰込動作に伴って、光路外に退避した前記レンズ群は、前方に向けて押圧力が加えられることによって、付勢力に抗して前方に移動し前記凹部内に収納されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、シャッタユニットのうち、繰込動作に伴って移動したレンズ群と対向する面には、レンズ群の一部を収納する凹部が形成されているので、繰込動作に伴って、レンズ枠は、光路内に配置される位置からシャッタユニットの後方の光路外に退避される位置に移動され、シャッタユニットの凹部に収納される。したがって、従来に比して、繰込動作によって、レンズ群の一部がシャッタユニットの凹部内に収納されることにより、収納された分だけ光軸方向における全長を短くすることができ、薄型化を図ることができる。

また、繰込動作に伴って、光路外に退避したレンズ群は、前方に向けて押圧力が加えられることにより、付勢力に抗して前方に移動し凹部内に収納されるので、付勢手段を使用した簡単な構成で、繰込動作時に自動的にレンズ群の一部を凹部内に収納することができる。

本発明に係る鏡筒駆動機構によれば、繰込動作によって、レンズ群の一部がシャッタユニットの凹部内に収納されて、収納された分だけ光軸方向における全長を短くすることができ、薄型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、鏡筒駆動機構を光学機器の一例として例示されるデジタルカメラに適用した場合を説明することとする。
図１は、本発明の実施の形態に係る鏡筒駆動機構に沿った断面図であって収納を完了した収納状態にある場合を示し、図２は、同断面図であってワイド状態（撮影状態）にある場合を示している。
なお、以下の説明において、デジタルカメラが最も広い範囲の被写体を捉えられる状態をワイド状態（最も広い範囲で撮像可能な状態）といい、最も狭い範囲ではあるが最も高倍率で被写体を捉えられる状態をテレ状態（最も狭い範囲で撮像可能な状態）といい、デジタルカメラの未使用時であって各部材が収納されて最もコンパクトにされた状態を収納状態というものとする。

まず、鏡筒駆動機構の構成について図１〜図２を参照して説明する。
鏡筒駆動機構１は、主に、鏡筒本体１０、第一レンズ枠２、シャッタユニット８、第二レンズ枠３、第三レンズ枠４、第一直進筒５Ａ、第二直進筒５Ｂ、カム筒６Ａ、回転駆動筒６Ｂ、固定筒７から構成されている。そして、鏡筒本体１０内に各部材２〜８が、該各部材２〜８の略中心を通る光軸が略一致するような状態で保持されている。

鏡筒本体１０は、最も外側に設けられ、その後端開口部には撮像部９が取り付けられている。
固定筒７は、鏡筒本体１０の内側に設けられ、その内周面にはヘリコイドと光軸方向に沿って平行な第一直進溝７１が設けられている。

回転駆動筒６Ｂは、固定筒７の内側に設けられ、その外周面にはヘリコイドが設けられ、固定筒７のヘリコイドと螺合している。回転駆動筒６Ｂの外周のヘリコイドにはギア部（図示略）が併設され、駆動モータ（図示略）とギア連結されている。
また、回転駆動筒６Ｂの内周面には光軸方向に沿って平行な第二直進溝６１Ｂが設けられている。

第一直進筒５Ａは、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられ、その後端部における側壁部には、外方に突出し、固定筒７の第一直進溝７１に係合する第一回転規制部５１Ａが設けられている。これによって、回転駆動筒６Ｂが回転しながら光軸方向に沿って前後動するのに対し、第一直進筒５Ａは周方向への回転が規制されて前後動する。

カム筒６Ａは、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられ、その外周面後端部には、回転駆動筒６Ｂの内周面の第二直進溝６１Ｂに嵌合するピン６１Ａが設けられている。また、このピン６１Ａは第一直進筒５Ａの第一カム溝５２Ａに挿通されている。そのため、回転駆動筒６Ｂの回転をカム筒６Ａに伝えるとともに第一カム溝５２Ａによってカム筒６Ａ自体を光軸方向に沿って前後動させる。
また、カム筒６Ａの外周面には、第一レンズ枠２の第一コマ部２２が係合する第二カム溝６２Ａが形成されており、内周面には、シャッタユニット８に備えられた第二コマ部８５が係合する第三カム溝６３Ａが形成されている。また、カメラを落下させた際の衝撃に耐えやすくするために、第二カム溝６２Ａは第三カム溝６３Ａよりも深く形成されている。

第二直進筒５Ｂは、第一直進筒５Ａの前方に配置され、回転駆動筒６Ｂの内側に設けられている。第二直進筒５Ｂの内周面には光軸方向に沿って平行な第四直進溝５１Ｂが設けられている。

第一レンズ枠２は、第二直進筒５Ｂの内側に設けられ、その前端部で第一レンズ群２１を保持するものである。この第一レンズ枠２の後端部における側壁部には、該側壁部を貫通し、その内周面から内側に突出する第一コマ部２２が設けられている。また、第一レンズ枠２の後端部における側壁部には、外側に突出し、第二直進筒５Ｂの第四直進溝５１Ｂに係合する第二回転規制部２３が設けられている。これによって第一レンズ枠２の周方向への回転が規制されて前後動する。
第一レンズ枠２の第一レンズ群２１が設けられた前端部には、カザリ環２４とバリア機構とが装着されている。
バリア機構は、バリア駆動リング（図示略）と、該バリア駆動リングによって開閉されるバリア羽根２５とから構成されている。

シャッタユニット８は、第一レンズ枠２の後方に配置され、カム筒６Ａの内側に設けられている。シャッタユニット８は、露光開口部が形成されたシャッタ基板８１と、露光開口部の開閉動作又は絞りを行うシャッタ羽根８３と、シャッタ羽根８３を駆動させる駆動源（駆動手段）８６と、シャッタ基板８１に固定されカム筒６Ａの後端部に係合する取付部材８２とを備えている。
シャッタ基板８１のうち、後述の第二レンズ枠３が繰込動作に伴って光路外である上側に移動した際に、第二レンズ群３１と互いに対向する面には、第二レンズ群３１の一部が収納される凹部８１aが形成されている。
また、シャッタ基板８１と第一レンズ枠２との間には、互いに離間する方向に付勢するコイルバネによる付勢手段Ｂ１が設けられている。

取付部材８２の後端部には、その後端部における側壁部が外側に突出してカム筒６Ａに係合する第三回転規制部８４が設けられている。したがって、取付部材８２は、この第三回転規制部８４によって周方向への移動が規制されながら前後動する。また、取付部材８２の側壁部には、該側壁部を貫通し、その外周面から外方に突出し、カム筒６Ａの第三カム溝６３Ａに係合する第二コマ部８５が設けられている。
駆動源８６は、カメラの内部に設けられた制御回路（図示略）からの指令に基づきシャッタ羽根８３を駆動させることによって、露光開口部を開閉又は所定の口径に絞るものである。

第二レンズ枠３は、シャッタユニット８の後方に配置され、第二レンズ群３１を保持するものである。
第二レンズ枠３には、繰込動作に伴って第二レンズ枠３を光路内に配置させる位置から光路外に退避させる位置との間でスライド移動自在とするスライド移動手段（図示しない）が設けられている。このスライド移動手段としては、例えば、第二レンズ枠３の左右両側面に挿通されて、第二レンズ枠３を上下にスライド移動自在に支持する一対のガイド軸と、このガイド軸に沿って第二レンズ枠３を駆動させる駆動レバーと、駆動レバーを駆動させるギア等からなるものが挙げられ、従来から使用されている機構のものを適用することができる。

また、第二レンズ群３１は、光軸方向前後に並ぶ前方レンズ３１aと後方レンズ３１bとを備えている。第二レンズ枠３は、前方レンズ３１a及び後方レンズ３１bを前後に並べて一体に保持する内側レンズ枠３aと、さらに内側レンズ枠３aの外側に設けられて内側レンズ枠３aを前後移動自在に保持する外側レンズ枠３bとから構成されている。
内側レンズ枠３aは、外側レンズ枠３bに対してコイルバネＢ２（付勢手段）によって、光軸方向後方側に付勢されている。詳細には、外側レンズ枠３bの内面のうち、上下にそれぞれ凸部３dが形成され、内側レンズ枠３aの外面のうち、上下にそれぞれ凸部３cが形成されており、外側レンズ枠３bの凸部３dと内側レンズ枠３aの凸部３cとの間にコイルバネＢ２が取り付けられ、外側レンズ枠３bに対して内側レンズ枠３aが後方に付勢されている。

よって、コイルバネＢ２によって付勢されている状態（撮影状態）にあっては、前方レンズ３１a及び内側レンズ枠３aの前端面と外側レンズ枠３bの前端面とは略面一とされる（図２参照）。コイルバネＢ２の付勢力に抗して前方に移動した状態（収納状態）にあっては、前方レンズ３１a及び内側レンズ枠３aが外側レンズ枠３bの前端面から突出する（図１参照）。
すなわち、スライド移動手段によって光路外に退避した第二レンズ枠３及び第二レンズ群３１は、鏡筒本体１０の内側後端部１０aに後方レンズ３１b及び内側レンズ枠３aの後端面が当接することによって、押圧力が与えられて外側レンズ枠３bに対して第二レンズ群３１及び内側レンズ枠３aが前方に移動する。そして、前方レンズ３１aの一部及び内側レンズ枠３aの前側一部が、シャッタユニット８の凹部８１a内に収納される（図１参照）。

なお、第二レンズ群３１に押圧力を与える手段としては、鏡筒本体１０の内側後端部１０aに当接する以外に、鏡筒本体１０の内側後端部１０a等に突起部（図示略）を設けておき、これに当接することによって第二レンズ群２１を前側に移動させるように構成しても構わない。

第三レンズ枠４は、第二レンズ枠３の後方に配置され、その前端部で第三レンズ群４１を保持するものである。この第三レンズ枠４の外周には、第三レンズ群４１の位置調整を行うためのモータ（図示略）が連結されている。このモータが回転することにより、第三レンズ群４１と、第三レンズ群４１の後方に配置された撮像部９との間隔が調整されて焦点が合うようになっている。

撮像部９は、鏡筒本体１０の内周後端部に取り付けられた受け部９１と、該受け部９１に嵌め込まれたローパスフィルタ９２と、ローパスフィルタ９２の後部に弾性体（図示略）を介して設けられた撮像素子９３と、該撮像素子９３をローパスフィルタ９２とで挟持する押さえ板９４とを備えている。

次に、鏡筒駆動機構１の動作について説明する。
図１に示すように、収納状態において、第二レンズ群３１は、図示しないスライド移動手段によって、シャッタユニット８の後方かつ上側にスライド移動されている。さらに、シャッタユニット８の凹部８１a内に、第二レンズ群３１の前方レンズ３１aの一部及び内側レンズ枠３aの前側一部が収納されている。なお、第二レンズ群３１は、そのレンズ面が光軸方向に対して略平行となるように配置されている。

そして、この収納状態にある鏡筒駆動機構１に、モータ（図示略）からの駆動力が回転駆動筒６Ｂのギア部（図示略）に伝達されると回転駆動筒６Ｂが回転する。この回転駆動筒６Ｂの回転に伴い、第一直進筒５Ａの第一回転規制部５１Ａが第一直進溝７１に沿って前方に直進する。同時に、回転駆動筒６Ｂの回転がカム筒６Ａのピン６１Ａに伝えられて、第一直進筒５Ａの第一カム溝５２Ａに沿ってカム筒６Ａが前方に直進する。そして、カム筒６Ａの回転に伴い、第三回転規制部８４も前方に直進し、第一レンズ枠２の第一コマ部２２が第二カム溝６２Ａに沿って前方に直進する。また、シャッタユニット８の第二コマ部８５が第三カム溝６３Ａに沿って前方に直進する。
シャッタユニット８が移動することによってシャッタユニット８の凹部８１a内に収納されていた第二レンズ枠３が、凹部８１aから出されるとともに、下側にスライド移動して光路内に配置される。このとき、コイルバネＢ２の付勢力に抗して前方に突出していた第二レンズ群３１は、下側にスライド移動することにより付勢力によって第二レンズ枠３に対して後方に移動して元の位置に戻る。

また、このとき、第一直進筒５Ａの第一回転規制部５１Ａは第一直進溝７１によって周方向の移動が規制され、第二回転規制部２３は第二直進筒５Ｂの第四直進溝５１Ｂによって周方向の移動が規制され、さらに、第三回転規制部８４は周方向の移動が規制されているので、ともに、回転駆動筒６Ｂやカム筒６Ａに同調して回転することなく光軸方向に移動する。このようにして、撮影状態とされる。

その後、カム筒６Ａが所定距離だけ回転すると、第一レンズ枠２が繰り出されて図２に示すワイド状態となる。第一レンズ枠２はワイド状態で、一番繰り出された状態となり、さらにカム筒６Ａを回転させると、一旦繰り込まれた後、途中からテレ状態になるまで繰り込まれていく（図示略）。このとき、シャッタユニット８は第二コマ部８５と係合する第三カム溝６３Ａの案内によって前方に繰り出され、群間隔を変えて変倍を行う。
また、第一レンズ群２１及び第二レンズ群３１の位置に応じて、モータ（図示略）が第三レンズ枠４の位置調整をして第三レンズ群４１を移動させることにより、焦点が撮像部９に合うことになる。

テレ状態からワイド状態に戻り、さらに各レンズ群２１、３１、４１が収納される動作においては、回転駆動筒６Ｂ及びカム筒６Ａは繰り出し時とは逆方向に回転する。これらの回転により、ワイド状態の第一レンズ枠２は第二カム溝６２Ａの案内で繰り込まれて、シャッタユニット８は第三カム溝６３Ａの案内で繰り込まれて、第三回転規制部８４も同時に繰り込まれる。さらに、第一直進筒５Ａが第一直進溝７１の案内で繰り込まれる。

このとき、シャッタユニット８の繰込動作に伴って、スライド移動手段が第二レンズ枠３を上方にスライド移動させて、シャッタユニット８の後方に配置させる。さらに、第二レンズ群３１のうち後方レンズ３１b及び内側レンズ枠３aの後端面が、鏡筒本体１０の内側後端部１０aに当接することによって、コイルバネＢ２の付勢力に抗して、外側レンズ枠３bに対して前方に突出する。これによって、前方レンズ３１aの一部及び内側レンズ枠３aの前側一部がシャッタユニット８の凹部８１a内に収納される。
その後、所定の位置においてバリア羽根２５が閉鎖される。

以上、本発明の実施の形態によれば、シャッタユニット８のうち、繰込動作に伴って移動した第二レンズ枠３と対向する面には、凹部８１aが形成されているので、繰込動作時に、第二レンズ枠３は、光路内に配置される位置からシャッタユニット８の後方の光路外に退避される位置に移動され、前方レンズ３１aの一部及び内側レンズ枠３aの前側一部がシャッタユニット８の凹部８１aに収納される。
また、第二レンズ群３１を保持する内側レンズ枠３aは、外側レンズ枠３bに対して前後に移動自在に保持され、これら両レンズ枠３a、３b間には、コイルバネＢ２が介在し、外側レンズ枠３bに対して内側レンズ枠３aは後方に付勢されているので、鏡筒本体１０の内側後端部１０aに内側レンズ枠３aが当接することにより、付勢力に抗して前方に移動することで、凹部８１a内に収納される構成となっている。したがって、コイルバネＢ２を使用した簡単な構成であるので製造が容易で、また、凹部８１a内に収納された分だけ光軸方向における全長を短くすることができ、薄型化を確実に図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、固定筒７と回転駆動筒６Ｂとはヘリコイド構造によって駆動するとしたが、これに限定されるものではなく、カム構造によって駆動するとしても構わない。その他、上記実施の形態においてカム構造によって駆動する部材をヘリコイド構造によって駆動する構造としても構わない。
さらに、上記実施の形態では、第一レンズ群２１、第二レンズ群３１、第三レンズ群４１の３つのレンズ群を備えていたが、２つのレンズ群からなる構成であっても良いし、４つ以上のレンズ群を備えた構成であっても良い。

本発明の実施の形態を示すためのものであって、鏡筒駆動機構の収納状態における光軸方向に沿った断面図である。 同、鏡筒駆動機構のワイド状態における光軸方向に沿った断面図である。

符号の説明

１ 鏡筒駆動機構
３ 第二レンズ枠（レンズ枠）
３a 内側レンズ枠
３b 外側レンズ枠
８ シャッタユニット
１０ レンズ鏡筒
３１ 第二レンズ群（レンズ群）
８１a 凹部
８３ シャッタ羽根
８６ 駆動源（駆動手段）
Ｂ２ コイルバネ

Claims (1)

1. レンズ鏡筒の内側に設けられて、露光開口部を開閉又は絞るシャッタ羽根を有するシャッタユニットと、
   前記シャッタユニットの内側後方に配置され、レンズ群を保持するレンズ枠と、
   前記レンズ枠及びシャッタユニットを光軸方向に繰込・繰出動作させる駆動手段とを備えた鏡筒駆動機構であって、
   前記レンズ枠は、繰込動作に伴い、光路内に配置される位置から、シャッタユニットの後方の光路外に退避される位置に移動自在とされており、
   前記シャッタユニットのうち、繰込動作に伴って移動した前記レンズ群と対向する面には、前記レンズ群の一部を収納する凹部が形成され、
   前記レンズ群は、前記レンズ枠に対して光軸方向に前後移動自在にかつ付勢手段により後方に付勢されており、
   繰込動作に伴って、光路外に退避した前記レンズ群は、前方に向けて押圧力が加えられることによって、付勢力に抗して前方に移動し前記凹部内に収納されることを特徴とする鏡筒駆動機構。

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