JP5882625B2 - レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は、カメラ等の撮像装置に搭載されているレンズ鏡筒及び撮像装置に関し、特に、撮像装置の光軸方向に直進進退する筒部材を有するレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。
撮像装置のレンズ鏡筒には、変倍機構を有するものがあり、その変倍機構は、レンズ鏡筒を撮像装置本体に収納させる沈胴位置から撮影位置まで、レンズ鏡筒を回転させることなく光軸方向に移動させるための直進機構を備える。
従来、レンズ鏡筒に用いられる直進機構には、直進筒に形成された直進キーと固定筒に形成された直進溝との作用により、直進筒を固定筒に対して光軸方向に直進させるよう案内するものがある。このような直進機構では、直進溝が固定筒の沈胴領域から撮影領域までの全ての領域で形成された場合に、固定筒に形成されたカム溝や貫通溝と直進溝が交差してそこで直進筒の直進案内ができなくなってしまう。
そこで、このような直進機構では、固定筒の撮影領域と沈胴領域にそれぞれ第1、第2の直進溝が形成される共に、直進筒にも撮影領域と沈胴領域にそれぞれ用いられる第1、第2の直進キーが形成されており、撮影領域と沈胴領域に対する直進キーの係合の乗り換えにより直進筒を光軸方向に直進案内している。さらに、この直進機構では、直進筒に形成された第1の直進キーが、固定筒に形成された第1の直進溝と撮影領域で係合し、沈胴領域では係合せずに若干の間隙を有し、これに対して、直進筒に形成された第2の直進キーは、固定筒に形成された第2の直進溝と沈胴領域で係合し、撮影領域では係合せずに若干の間隙を有する(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−048967号公報
しかしながら、上述した直進機構の構造では、固定筒に形成されたカム溝や貫通溝によって直進キーの形状が制限され、直進キーの剛性を確保するのが困難である。
また、落下などの衝撃を受けて直進筒に回転力が働いた場合には、係合している第1の直進キーと第1の直進溝とに、衝撃による回転力が働く。さらに、この衝撃による回転力が、固定筒を変形させるほど大きい場合には、係合していない第2の直進キーと第2の直進溝でも回転力を受けることになる。
第2の直進キーが第2の直進溝とカム溝や貫通溝との交差部分に位置するときは、衝撃により直進筒に大きな回転力が働くと回転力を第1の直進キーと第1の直進溝のみで受けるため、第1の直進キーに回転力が集中してしまう。そのため、直進キーの剛性が確保できない場合には、故障の原因となる。
本発明の目的は、落下などの衝撃を受けたときに、筒部材を直進移動させるための特定の直進キー及び溝に集中して回転力が働かないように荷重を分散させて、故障の発生を抑制したレンズ鏡筒及び撮像装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、撮像領域及び沈胴領域を有するレンズ鏡筒であって、それぞれ前記レンズ鏡筒の光軸方向に延伸した第1の直進溝、第2の直進溝、及び衝撃用の直進溝を有する直進案内部材と、カム筒溝が形成され、回転しながら前記光軸方向に移動するカム筒と、前記直進案内部材に対して相対的に前記光軸方向に移動可能な直進移動ユニットであって、前記第1の直進溝に係合する第1の直進ピン、及び前記第2の直進溝に係合する第2の直進ピン、及び前記衝撃用の直進溝に係合する衝撃ピンを有する直進移動ユニットとを備え、前記直進案内部材は、カム溝、前記カム溝が前記第1の直進溝と交差する第1の交差部、及び前記カム溝が前記第2の直進溝と交差する第2の交差部を含み、前記第2の直進ピンが前記第2の交差部にあるときに前記第1の直進ピンが前記第1の直進溝と係合すると共に、前記第1の直進ピンが前記第1の交差部にあるときに前記第2の直進ピンが前記第2の直進溝と係合するように、前記第1の交差部及び前記第2の交差部の各位置は前記光軸方向に関して異なり、前記撮像領域において前記レンズ鏡筒が前記光軸方向に外力を受けたときに、前記衝撃ピンは前記衝撃用の直進溝と当接することを特徴とする。
本発明によれば、落下などの衝撃を受けたときに、筒部材を直進移動させるための特定の直進キー及び溝に集中して回転方向の荷重が働かないように荷重を分散させて、故障の発生を抑制することができる。
本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の縦断面図であり、レンズ鏡筒が撮影状態にある場合を示す。 図1のレンズ鏡筒の分解斜視図である。 (a)は、図1のレンズ鏡筒における1群鏡筒、3群鏡筒及びカム筒の組立体の斜視図であり、(b)は、図3(a)におけるカム筒の要部拡大図である。 図1のレンズ鏡筒における3群鏡筒及び固定筒の組立体の斜視図である。 (a)は、図1のレンズ鏡筒におけるカム筒の展開図であり、(b)は、図1のレンズ鏡筒における固定筒の展開図である。 (a)は、図1のレンズ鏡筒における固定筒の背面図であり、(b)は、図6(a)の固定筒の要部の拡大図である。
以下、本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の縦断面図であり、レンズ鏡筒が撮影状態にある場合を示す。図2は、図1のレンズ鏡筒の分解斜視図である。
図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒の要部について説明する。
図1において、本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒は、1群レンズL1、2群レンズL2、3群レンズL3、4群レンズL4から構成される4群レンズ光学系を備える。
1群レンズL1は、1群鏡筒1に保持されている。1群鏡筒1は、その内周面に6個のカムピン1aを有する。カムピン1aは、カム筒6の外周面に形成されたカム溝6aに係合される。また、1群鏡筒1には、内周面の3箇所に直進溝(不図示)が形成されている。この直進溝には、直進筒7の外周面に形成された直進キー7aが係合される。
2群レンズL2は、2群鏡筒2に保持されている。2群鏡筒2は、その外周面に3個のカムピン2aを有する。カムピン2aは、カム筒6の内周面に形成されたカム溝6bに係合される。また、2群鏡筒2には、カムピン2aと同箇所に直進キー2bが形成されている。これらの直進キー2bは、それぞれ直進筒7に形成された直進溝7bに係合されている。
3群レンズL3は、3群鏡筒3(直進移動ユニット)に保持されている。3群レンズL3は、3群鏡筒3に内包されていれば足り、したがって、直接3群鏡筒3に保持されず、別の部材に保持されていてもよい。3群鏡筒3は、その外周面に3個のカムピン3aを有する。3個のカムピン3aは、カム筒6の内周面に形成されたカム溝6cに係合される。また、3群鏡筒3には、カムピン3aと同箇所に直進キー3bが形成されている。これら直進キー3bは、それぞれ直進筒7に形成された直進溝7cに係合される。また、図4に示すように、3群鏡筒3には、その外周面の後端に3個の直進キー3c,3d及び突部3eが形成される。
これら直進キー3c(第1の直進キー),直進キー3d(第2の直進キー)は、固定筒8(直進案内部材)の内周面にそれぞれ形成された3個の直進溝8c,8dに係合している。
突部3eは、固定筒8の内周面に形成された3個の溝部8eと若干の間隙を有して対向している。
固定筒8は、直進溝8c(第1の直進溝),直進溝8d(第2の直進溝)及び溝部8eの組合せを3組備える。
同様に、3群鏡筒3は、その外周面の後端に直進キー3c、3d及び突部3eの組合せを3組備える。直進キー3c及び直進溝8cの各組は、等角度間隔(120°)で配置されている。同様のことが直進キー3d及び直進溝8dの各組及び突部3e及び溝部8eの各組にも言える。直進キー3cと直進キー3dは互いに60°間隔で配置されている。
なお、本明細書で、「1組の直進溝8c」は、「1個又は複数個の直進溝8c」を意味する。同様のことが「1組の直進溝8d」及び「1組の溝部8e」にも言える。
また、本明細書で、「1組の直進キー3c」は、「1個又は複数個の直進キー3c」を意味する。同様のことが「1組の直進キー3d」及び「1組の突部3e」にも言える。
また、3群鏡筒3には、絞りシャッタ装置5が、図示しないねじにより締結されている。
カム筒6の内周面には溝部6dが形成され、溝部6dには、直進筒7の外周面に形成された3個の突部7dが係合される。これにより、カム筒6は、直進筒7に回転可能に支持され、直進筒7と一体的に移動する。このカム筒6の外周面に配置された3個のカムピン6eは、固定筒8の内周面に形成されたカム溝8aにそれぞれ係合される。このカム筒6の外周面に配置された3個の駆動ピン6fは、固定筒8に形成された貫通溝8bを貫通して駆動筒9の内周面に形成された直進溝9aに係合される。
直進筒7は、1群鏡筒1、2群鏡筒2を回転不能に支持する。また、3群鏡筒3は、直進筒7を回転不能に支持する。
駆動筒9の外周面に形成されたギア部9bは、DCモーターと複数のギア部品により構成された駆動装置10に連結される。駆動装置10の出力により駆動筒9が回転されると、カム筒6は、駆動ピン6fが駆動筒9の直進溝9aに案内されると共に、カムピン6eが固定筒8のカム溝8aに沿って案内されて、回転しながら光軸方向に移動する。
1群鏡筒1は、カムピン1aがカム筒6のカム溝6aに沿って案内されると共に、直進筒7の直進キー7aが直進溝1bに案内されて、回転することなく光軸方向に移動する。
2群鏡筒2は、カムピン2aがカム筒6のカム溝6bに沿って案内されると共に、直進キー2bが直進筒7の直進溝7bに案内されて、回転することなく光軸方向に移動する。
3群鏡筒3は、カムピン3aがカム筒6のカム溝6cに沿って案内されると共に、直進キー3c,3dが固定筒8の直進溝8c,8dに案内されて、回転することなく光軸方向に移動する。
固定筒8には、固定筒8の内周面に形成されたカム溝8aと貫通溝8b直進溝8とを横切る交差部ができる。このため、3群鏡筒3の直進キー3c,3dは、溝同士が交差する交差部において、直進溝8c,8dを乗り換えるようにして、光軸方向に直進移動する。
3群鏡筒3の直進キー3cは、固定筒8の直進溝8cと撮影領域8Z1では係合しているが、沈胴領域8S1では係合されず遊びがある。また、3群鏡筒3の直進キー3dは、固定筒8の直進溝8dと沈胴領域8S2では係合しているが、撮影領域8Z2では係合されず遊びがある。
3群鏡筒3の直進キー3c,3dは、それぞれ等角度間隔(120°)で形成されている。これにより、3群鏡筒3を安定的に直進移動させることができると共に、固定筒8のカム溝8a,貫通溝8bも等角度間隔(120°)で形成することができる。
また、直進キー3c,3d同士は、60°間隔で形成されていると共に、固定筒8の直進溝8c,8d同士も60°間隔で形成されている。これにより、6方向の内スライド(図6(a)の内スライドD8)を形成することができ、所望の直進溝8c、8dをアンダーカットなく形成することができる。
4群レンズL4は、4群保持枠4に保持されている。4群保持枠4は、位置決め部4aと振れ止め部4bを有し、これらが撮像素子地板11に配置されたガイドバー13a、13bに係合して、光軸方向に移動可能に案内される。
また、4群保持枠4には、STMモーター15の出力軸に設けた送りねじ軸に螺合するナット(不図示)が設置されている。STMモーター15を駆動して送りねじ軸を回動すると、この送りねじ軸に螺合されたナットが送り動作されて、4群保持枠4は、位置決め部4a、振れ止め部4bがガイドバー13a,13bに案内されて、回転することなく光軸方向に直進する。
このレンズ鏡筒では、固定筒8及びカバー筒12にねじで締結された撮像素子地板11に撮像素子16と光学フィルタ17とが保持されている。
次に、上述のように構成されたレンズ鏡筒が、落下等の衝撃を受けた場合の挙動について、図3(a)乃至図6(b)を参照して説明する。
ここで、1群鏡筒1のカムピン1aが、カム溝6aの撮影領域における代表的な3箇所に位置するときの3つの事例について説明する。
(事例1)1群鏡筒1のカムピン1aが、カム筒6のカム溝6aの撮影領域における位置P1cに位置している場合(図5(a))。
この場合、レンズ鏡筒が落下などの衝撃を受けて1群鏡筒1に光軸方向の外力Fが働くと(図3(a))、カム筒6は反力Fを受ける。このとき、位置P1cでは、カム傾斜が急峻であるためカム接線方向の反力Fcが発生する(図3(b))。これにより、カム筒6は、反力Fcの分力Fhによる回転モーメントM1を受けて、回転方向R1(レンズ鏡筒を正面に見て反時計方向)に回転する。
同時に、カム筒6にカム係合している1群鏡筒1は、回転モーメントM1の反力である回転モーメントM2を受けて、回転方向R2(レンズ鏡筒を正面に見て時計方向)に回転する。なお、図5(a)に記載されているR1,R2の矢印は、1群鏡筒1の回転方向を示す。図5(b)に記載しているR1,R2の矢印は、3群鏡筒3の回転方向を示す。
このようにして1群鏡筒1が回転すると、1群鏡筒1と直進係合している直進筒7と、直進筒7と直進係合している3群鏡筒3とは、共に回転方向R2に回転する。そして最後に、3群鏡筒3の直進キー3cと係合している固定筒8の直進溝8cが回転モーメントM2による回転力を受け止める。
この事例1では、3群鏡筒3の直進キー3c,3d及び突部3eは、それぞれ直進溝8c,8d及び溝部8eの位置P1fに位置している(図5(b))。レンズ鏡筒が強い衝撃を受けて、直進キー3cと直進溝8cで受けた回転力により固定筒8が変形してしまうような場合には、係合のない直進キー3dと直進溝8dでも、衝撃による回転力を受け止める。
また、3群鏡筒3は、外周面に3個の突部3eを有しており、固定筒8の内周面に形成された溝部8eと若干の間隙を有して対向している。このため、上述した強い衝撃を受けた場合には、突部3eと溝部8eでも回転力を受け止める。
(事例2)1群鏡筒1のカムピン1aが、カム筒6のカム溝6aの撮影領域における位置P2cに位置している場合(図5(a))。
この場合には、レンズ鏡筒が落下などの衝撃を受けて1群鏡筒1に光軸方向の外力Fが働くと(図3(a))、3群鏡筒3は反力Fを受ける。このとき、位置P2cではカム傾斜が事例1と同等であるため、3群鏡筒3は事例1と同等の回転モーメントを受けて、3群鏡筒3等が回転方向R2に回転する。
事例2では、3群鏡筒3の直進キー3c,3d及び突部3eが、それぞれ直進溝8c,8d及び溝部8eの位置P2fに位置している(図5(b))。位置P2fにおいて、固定筒8の直進溝8dは、カム溝8aと交差している。このため、前述した強い衝撃を受けた場合に、3群鏡筒3の直進キー3dは、溝同士が交差する交差部にあるため3群鏡筒3の回転方向R2に関して固定筒8の直進溝8dに係止されない。
そこで、このレンズ鏡筒では、直進溝8dとカム溝8aが交差する交差部でも、3群鏡筒3の突部3eが3群鏡筒3の回転方向R2に関して固定筒8の溝部8eに係止されるように構成されている。そのため、衝撃による回転力が3群鏡筒3の直進キー3cと固定筒8の直進溝8cに集中することを防止できる。
また、回転方向R2の回転力を受けたときに突部3eを係止するための溝部8eの壁面8e1は、回転方向R2に対し直交するように形成されている(図6(b))ので、突部3eと溝部8eとが外れ難く、効果的に回転力を受け止めることができる。
このレンズ鏡筒では、溝部8eは、直進溝8cが成型された内スライドD8に形成されている(図6(a))。溝部8eの壁面8e1は、回転方向R2に対し直交するように形成するために、溝部8eは、対応直進溝8cに対して回転方向R1に離間して配置されている(図6(b))。
(事例3)1群鏡筒1のカムピン1aが、カム筒6のカム溝6aの撮影領域における位置P3cに位置している場合(図5(a))。
この場合には、レンズ鏡筒が落下などの衝撃を受けて1群鏡筒1に光軸方向の外力Fが働くと(図3(a))、3群鏡筒3は外力Fを受ける。このとき、位置P3cのカム傾斜が事例1と反対であるため、3群鏡筒3に事例1と反対の回転モーメントが働いて、3群鏡筒3が回転方向R1に回転する。
この事例3では、3群鏡筒3の直進キー3c,3d及び突部3eが、それぞれ直進溝8c、8d及び溝部8eの位置P3fに位置している(図5(b))。この位置P3fにおいて、固定筒8の直進溝8dは、貫通溝8bと交差している。このため、前述した強い衝撃を受けた場合に、3群鏡筒3の直進キー3dは、3群鏡筒3の回転方向R1に関して固定筒8の直進溝8dに係止されない。
そこで、このレンズ鏡筒は、3群鏡筒3の突部3eが直進溝8dと貫通溝8bが交差部分において3群鏡筒3の回転方向に関して固定筒8の溝部8eに係止されるように構成されている。
これにより、衝撃による回転力が3群鏡筒3の直進キー3cと固定筒8の直進溝8cに集中することがない。
また、このレンズ鏡筒は、3群鏡筒3が回転方向R1の回転力を受けたときに、3群鏡筒3の突部3eが溝部8eの壁面8e2に係止する(図6(b))。このため、溝部8eの壁面8e2は、回転方向R1に対し直交より若干小さく形成され、突部3eが溝部8eに当接したとき比較的に外れ難く、回転力を受ける止めることができるように構成されている。
このレンズ鏡筒では、溝部8eが内スライドD8で形成されている。この溝部8eの壁面8e2は、回転方向R1に対して直交より若干小さく(アンダーカットが少なくなるように)、直進溝8cの近傍に配置されている。
本発明の実施の形態に係るレンズ鏡筒は、それぞれ光軸方向に延伸した直進溝8cと直進溝8dと溝部8eを有する固定筒8と、カム溝6cが形成され、回転しながら光軸方向に移動するカム筒6、レンズを内包し、固定筒8に対して相対的に光軸方向に移動可能な3群鏡筒3を備え、3群鏡筒3は、カム溝6cに係合するカムピン3aと、直進溝8cに係合する直進キー3cと、直進溝8dに係合する直進キー3dと、溝部8eに係合する突部3eとを備える。
また、このレンズ鏡筒は、3群鏡筒3が固定筒8に対して相対的に光軸方向に移動する移動領域において、直進溝8cと直進キー3c、及び直進溝8dと直進キー3dとは、係合する領域、係合しない領域を有し、溝部8eと突部3eとは係合する領域を有さないことを特徴とする。
上記構成により、落下などの衝撃を受けたときに、筒部材を直進移動させるための特定の直進キー及び溝に集中して回転方向の荷重が働かないように荷重を分散させて、故障の発生を抑制することができる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、本発明の実施の形態では、レンズL1,L2,L3,L4から構成される4群レンズ光学系のレンズ鏡筒を例示したが、これに限定されず、3群レンズ光学系のレンズ鏡筒に対しても本発明を適用できる。
また、本発明の実施の形態では、落下などの衝撃を受けた場合の3群鏡筒3の挙動について説明したが、これに限定されず、その他の移動筒に対しても本発明を適用できる。
また、本発明の実施の形態では、3群鏡筒3が沈胴領域と撮影領域で直進係合を乗り換える場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、沈胴領域の中での乗り換え、撮影領域の中での乗り換えに対しても本発明を適用できる。
3 3群鏡筒
3c,3d 直進キー
3e 突部
8 固定筒
8a カム溝
8b 貫通溝
8c,8d 直進溝
8e 溝部

Claims (7)

  1. 撮像領域及び沈胴領域を有するレンズ鏡筒であって、
    それぞれ前記レンズ鏡筒の光軸方向に延伸した第1の直進溝、第2の直進溝、及び衝撃用の直進溝を有する直進案内部材と、
    カム筒溝が形成され、回転しながら前記光軸方向に移動するカム筒と、
    前記直進案内部材に対して相対的に前記光軸方向に移動可能な直進移動ユニットであって、前記第1の直進溝に係合する第1の直進ピン、及び前記第2の直進溝に係合する第2の直進ピン、及び前記衝撃用の直進溝に係合する衝撃ピンを有する直進移動ユニットとを備え、
    前記直進案内部材は、カム溝、前記カム溝が前記第1の直進溝と交差する第1の交差部、及び前記カム溝が前記第2の直進溝と交差する第2の交差部を含み、
    前記第2の直進ピンが前記第2の交差部にあるときに前記第1の直進ピンが前記第1の直進溝と係合すると共に、前記第1の直進ピンが前記第1の交差部にあるときに前記第2の直進ピンが前記第2の直進溝と係合するように、前記第1の交差部及び前記第2の交差部の各位置は前記光軸方向に関して異なり、
    前記撮像領域において前記レンズ鏡筒が前記光軸方向に外力を受けたときに、前記衝撃ピンは前記衝撃用の直進溝と当接することを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 前記第1の交差部は前記沈胴領域に位置することを特徴とする請求項1記載のレンズ鏡筒。
  3. 前記第2の交差部は前記撮像領域に位置することを特徴とする請求項1又は2記載のレンズ鏡筒。
  4. 前記直進案内部材の前記カム溝は貫通構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  5. 前記衝撃用の直進溝における一方の壁面は、前記カム筒の回転方向に対して直交するように形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレンズ鏡筒。
  6. 前記衝撃用の直進溝における他方の壁面は、前記カム筒の回転方向に対して直交より小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項5記載のレンズ鏡筒。
  7. 撮像素子と、撮像領域及び沈胴領域を有するレンズ鏡筒とを備える撮像装置であって、
    前記レンズ鏡筒は、
    それぞれ前記レンズ鏡筒の光軸方向に延伸した第1の直進溝、第2の直進溝、及び衝撃用の直進溝を有する直進案内部材と、
    カム筒溝が形成され、回転しながら前記光軸方向に移動するカム筒と、
    前記直進案内部材に対して相対的に前記光軸方向に移動可能な直進移動ユニットであって、前記第1の直進溝に係合する第1の直進ピン、及び前記第2の直進溝に係合する第2の直進ピン、及び前記衝撃用の直進溝に係合する衝撃ピンを有する直進移動ユニットとを備え、
    前記直進案内部材は、カム溝、前記カム溝が前記第1の直進溝と交差する第1の交差部、及び前記カム溝が前記第2の直進溝と交差する第2の交差部を含み、
    前記第2の直進ピンが前記第2の交差部にあるときに前記第1の直進ピンが前記第1の直進溝と係合すると共に、前記第1の直進ピンが前記第1の交差部にあるときに前記第2の直進ピンが前記第2の直進溝と係合するように、前記第1の交差部及び前記第2の交差部の各位置は前記光軸方向に関して異なり、
    前記撮像領域において前記レンズ鏡筒が前記光軸方向に外力を受けたときに、前記衝撃ピンは前記衝撃用の直進溝と当接することを特徴とする撮像装置。
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