(57)【要約】【課題】小型化可能なレンズ鏡筒を提供すること。【解決手段】レンズ鏡筒は、回転可能に保持されるカム部材と、第１の光学素子および第２の光学素子を含む光学系と、第１の光学素子を保持し、カム部材の回転に応じて光学系の光軸に沿って移動する第１の移動群と、第２の光学素子を保持し、カム部材の回転に応じて光軸に沿って移動する第２の移動群と、カム部材は、第１のカム筒および第２のカム筒を備え、第１のカム筒は、第１の移動群と係合する第１のカム面および第２の移動群と係合する第２のカム面を備え、第２のカム筒は、第２の移動群と係合する第３のカム面を備え、第１のカム筒は、第２の移動群の移動に応じて第２のカム筒に対して光軸に沿って相対的に移動する。【選択図】図１
2020154166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に保持されるカム部材と、
第１の光学素子および第２の光学素子を含む光学系と、
前記第１の光学素子を保持し、前記カム部材の回転に応じて前記光学系の光軸に沿って移動する第１の移動群と、
前記第２の光学素子を保持し、前記カム部材の回転に応じて前記光軸に沿って移動する第２の移動群と、
前記カム部材は、第１のカム筒および第２のカム筒を備え、
前記第１のカム筒は、前記第１の移動群と係合する第１のカム面および前記第２の移動群と係合する第２のカム面を備え、
前記第２のカム筒は、前記第２の移動群と係合する第３のカム面を備え、
前記第１のカム筒は、前記第２の移動群の移動に応じて前記第２のカム筒に対して前記光軸に沿って相対的に移動することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カム部材は、前記光軸と平行な回転軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記第１のカム筒は、前記第２のカム筒の回転に応じて回転することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記第１の移動群および前記第２の移動群を含み、それぞれが前記光軸に沿って移動する複数の移動群を更に有し、
前記第１の移動群の重量は、前記複数の移動群のうち最も大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記第１の移動群および前記第２の移動群を含み、それぞれが前記光軸に沿って移動する複数の移動群を更に有し、
前記第１の移動群の変倍動作時の移動量は、前記複数の移動群のうち最も大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍動作時にカム筒部材によって複数の光学要素が光軸に沿って移動するレンズ鏡筒に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光軸と平行な軸を回転軸として回転するカム筒部材を用いて複数の光学要素を移動させる駆動機構を搭載したレンズ鏡筒が知られている。このようなレンズ鏡筒では、リブカムのリブを２つの光学要素のカムフォロワで光軸方向において挟むように付勢することで、リブカムと光学要素を係合させる構成が一般的である。
【０００３】
特許文献１では、２つの移動群の係合部で各々に対応する２つのカム部を光軸方向において挟むように付勢するとともに、２つのカム部の径をそれぞれのカム交角に応じて変更する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３３６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構造では、重量が大きい移動群と係合するカムの交角を寝かせる（小さくする）ためにはカムの径を大きくする必要がある。しかしながら、重量が大きい移動群は一般的に径が大きいので、径が大きいカムと径が大きい移動群を光軸方向において重畳させると、装置が大型化してしまう。
【０００６】
本発明は、小型化可能なレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、回転可能に保持されるカム部材と、第１の光学素子および第２の光学素子を含む光学系と、第１の光学素子を保持し、カム部材の回転に応じて光学系の光軸に沿って移動する第１の移動群と、第２の光学素子を保持し、カム部材の回転に応じて光軸に沿って移動する第２の移動群と、カム部材は、第１のカム筒および第２のカム筒を備え、第１のカム筒は、第１の移動群と係合する第１のカム面および第２の移動群と係合する第２のカム面を備え、第２のカム筒は、第２の移動群と係合する第３のカム面を備え、第１のカム筒は、第２の移動群の移動に応じて第２のカム筒に対して光軸に沿って相対的に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、小型化可能なレンズ鏡筒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置における要部分解図である。
【図２】レンズ鏡筒の要部分解斜視図である。
【図３】カム筒部材の詳細図である。
【図４】レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置における要部分解図である。
【図５】従来例のレンズ鏡筒の要部分解斜視図である。
【図６】従来例のレンズ鏡筒のカム軌跡を示すグラフである。
【図７】従来例のレンズ鏡筒のカム交角を示すグラフである。
【図８】従来例のレンズ鏡筒の必要トルクを示すグラフである。
【図９】本実施形態のレンズ鏡筒のカム軌跡を示すグラフである。
【図１０】本実施形態のレンズ鏡筒のカム交角を示すグラフである。
【図１１】本実施形態のレンズ鏡筒の必要トルクを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００のＷＩＤＥ位置における要部分解図である。レンズ鏡筒１００に含まれる光学系ＯＳは、第１レンズ（第１の光学素子）１、第２レンズ（第２の光学素子）２、第３レンズ３および不図示のフォーカスレンズ群で構成される。光学系ＯＳを通過した光線は光学系ＯＳの光軸Ｏ上に配置された撮像素子４で結像し、映像が撮影される。
【００１２】
図２は、レンズ鏡筒１００の要部分解斜視図である。第１レンズ１は、１群レンズ枠（第１の移動群）１０に保持されている。１群レンズ枠１０は、１群案内部材９によって光軸Ｏに沿って移動可能に案内支持される。また、１群レンズ枠１０は、第１レンズ１の中心が光軸Ｏ上に位置するように１群回転止め支持部材８３に支持されている。なお、１群レンズ枠１０の重量は、レンズ鏡筒１００に含まれる複数の移動群のうち最も大きい。
【００１３】
第２レンズ２は、２群レンズ枠（第２の移動群）２０に保持されている。また、第３レンズ３は、３群レンズ枠３０に保持されている。２群レンズ枠２０および３群レンズ枠３０は、２３群案内部材８２によって光軸Ｏに沿って移動可能に案内支持される。また、２群レンズ枠２０および３群レンズ枠３０は、第２レンズ２および第３レンズ３の中心が光軸Ｏ上に位置するように２３群回転止め支持部材８４に支持されている。
【００１４】
１群案内部材８１、２３群案内部材８２、１群回転止め支持部材８３および２３群回転止め支持部材８４は、前側筺体部材６および後側筺体部材７に保持されている。また、撮像素子４は、後側筺体部材７に保持されている。
【００１５】
前側筺体部材６は、前側カム保持部６１を備え、後側筺体部材７に設けられた後側カム保持部７１とともにカム部材９を、光軸Ｏに平行なカム回転軸Ｘを中心に回転可能に保持している。なお、カム回転軸Ｘは、光軸Ｏに厳密に平行である必要はなく、実質的に平行（略平行）であればよい。
【００１６】
カム部材９は、第１のカム筒９１および第２のカム筒９２を備える。第１のカム筒９１は、１群レンズ枠１０に保持された１群コロ部材１０１と１群カム面（第１のカム面）９１ａにて係合している。また、第１のカム筒９１は、２群レンズ枠２０に保持されたカム筒係合部材２０２とカム筒カム面（第２のカム面）９１ｂにて係合している。１２群付勢部材１１は、１群レンズ枠１０および２群レンズ枠２０に係合している。１２群付勢部材１１が２つのレンズ枠を光軸方向において接近させるように付勢することで、第１のカム筒９１の各カム面とそれに対応する部材が係合する。
【００１７】
第２のカム筒９２は、２群レンズ枠２０に保持された２群コロ部材２０１と２群カム面（第３のカム面）９２ａにて係合している。また、第２のカム筒９２は、３群レンズ枠３０に保持された３群コロ部材３０１と３群カム面９２ｂにて係合している。２３群付勢部材３１は、２群レンズ枠２０および３群レンズ枠３０に係合している。２３群付勢部材３１が２つのレンズ枠を光軸方向において接近させるように付勢することで、第２のカム筒９２の各カム面とそれに対応する部材が係合する。
【００１８】
第２のカム筒９２は、ギア部９２２を有する。ギア部９２２が後側筺体部材７に保持された駆動部５のピニオンギア５１と係合することで、第２のカム筒９２は駆動部５の駆動力によってカム回転軸Ｘ回りに回転する。
【００１９】
第１のカム筒９１は、キー溝部９１１を有する。キー溝部９１１が第２のカム筒９２に設けられたキー部９２１と係合することで、第１のカム筒９１は、第２のカム筒９２の回転に応じてカム回転軸Ｘ回りに回転する。
【００２０】
駆動部５の駆動力による第１のカム筒９１および第２のカム筒９２の回転に応じて、１群レンズ枠１０、２群レンズ枠２０および３群レンズ枠３０は光軸Ｏに沿って移動する。このとき、第１のカム筒９１は、カム筒カム面９１ｂにてカム筒係合部材２０２と係合しているため、２群レンズ枠２０の移動に応じて第２のカム筒９２に対して光軸Ｏに沿って相対的に移動する。
【００２１】
１群レンズ枠１０は１群コロ部材１０１と１群カム面９１ａとの係合によって光軸Ｏに沿って移動するが、１群レンズ枠１０の第１のカム筒９１に対する相対的な移動の軌跡は１群カム面９１ａのカム軌跡に沿っている。ここで、第１のカム筒９１は光軸Ｏに沿って第２のカム筒９２に対して相対的に移動するため、第１のカム筒９１の回転に伴う１群レンズ枠１０の絶対的な移動の軌跡は、１群カム面９１ａのカム軌跡と第１のカム筒９１の移動を合わせたものとなる。
【００２２】
図３は、第１のカム筒９１および第２のカム筒９２の詳細図である。カム交角θは、カム部材９のカム回転軸Ｘに垂直な面と１群カム面９１ａの接線とがなす角度である。
【００２３】
図４は、レンズ鏡筒１００のＴＥＬＥ位置における要部分解図である。図４の状態において、第１のカム筒９１と第２のカム筒９２は最も離間している。
【００２４】
第１のカム筒９１の移動は、カム筒カム面９１ｂと２群カム面９２ａのカム軌跡で決まる。仮に第１のカム筒９１と第２のカム筒９２の光軸方向における位置関係がＷＩＤＥ−ＴＥＬＥの間で常に一定とした場合、カム筒カム面９１ｂと２群カム面９２ａのカム軌跡は一致している。本実施形態では、第１のカム筒９１と第２のカム筒９２はＷＩＤＥ端において最も接近し、ＴＥＬＥ端において最も離間するようにカム筒カム面９１ｂと２群カム面９２ａのカム軌跡に線径的な差異を設けている。この差異の分だけ１群カム面９１ａのカム交角を寝かせることができる。
【００２５】
図５は、従来例のレンズ鏡筒の要部分解斜視図である。レンズ鏡筒に含まれる光学系は、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３および不図示のフォーカスレンズ群で構成される。光学系を通過した光線は、光軸Ｏ上に配置された撮像素子４で結像し、映像が撮影される。
【００２６】
第１レンズ１は、１群レンズ枠１２に保持されている。１群レンズ枠１２は、１群案内部材８１によって光軸Ｏに沿って移動可能に案内支持される。また、１群レンズ枠１２は、第１レンズ１の中心が光軸Ｏ上に位置するように１群回転止め支持部材８３に支持されている。なお、１群レンズ枠１２の重量は、レンズ鏡筒１００に含まれる複数の移動群のうち最も大きい。
【００２７】
第２レンズ２は、２群レンズ枠２２に保持されている。また、第３レンズ３は、３群レンズ枠３２に保持されている。２群レンズ枠２２および３群レンズ枠３２は、２３群案内部材８２によって光軸Ｏに沿って移動可能に案内支持される。また、２群レンズ枠２２および３群レンズ枠３２は、第２レンズ２および第３レンズ３の中心が光軸Ｏ上に位置するように２３群回転止め支持部材８４に支持されている。
【００２８】
１群案内部材８１、２３群案内部材８２、１群回転止め支持部材８３および２３群回転止め支持部材８４は、前側筺体部材６および後側筺体部材７に保持されている。また、撮像素子４は、後側筺体部材７に保持されている。
【００２９】
前側筺体部材６は、前側カム保持部６１を備え、後側筺体部材７に設けられた後側カム保持部７１とともにカム部材９４を、カム回転軸Ｘを中心に回転可能に保持している。
【００３０】
カム部材９４は、１群レンズ枠１２に保持された１群コロ部材１２１と１群カム面９４ａにて係合しており、２群レンズ枠２２に保持された２つの２群コロ部材２２１と２群カム面９４ｂにて係合している。２つの２群コロ部材２２１の間には、２群付勢部材２３が保持されている。２群付勢部材２３は、２つの２群コロ部材２２１が２群カム面９４ｂを光軸方向において挟み込むように付勢している。
【００３１】
また、カム部材９４は、３群レンズ枠３２に保持された３群コロ部材３２１と３群カム面９４ｃにて係合している。１３群付勢部材１３は、１群レンズ枠１２および３群レンズ枠３２に係合している。１３群付勢部材１３が２つのレンズ枠を光軸方向において接近させるように付勢することで、カム部材９４の各カム面とそれに対応する部材が係合する。
【００３２】
カム部材９４は、ギア部９４２を有する。ギア部９４２が後側筺体部材７に保持された駆動部５２のピニオンギア５３と係合することで、カム部材９４は駆動部５２の駆動力によってカム回転軸Ｘ回りに回転する。駆動部５２の駆動力によるカム部材９４の回転に応じて、１群レンズ枠１２、２群レンズ枠２２および３群レンズ枠３２が光軸Ｏに沿って移動する。
【００３３】
図６は、従来例のレンズ鏡筒のカム軌跡を示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸は移動群の位置（ｍｍ）を表している。１群レンズ枠１２（１群）は、ＷＩＤＥ−ＴＥＬＥ間で一次線形的に移動しており、最も移動量が大きい。２群レンズ枠２２（２群）および３群レンズ枠３２（３群）は、非線形的に移動しており、移動量も少ない。
【００３４】
図７は、従来例のレンズ鏡筒のカム交角を示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸はカム交角（ｄｅｇ）を表している。１群のカム交角は、ＷＩＤＥ−ＴＥＬＥ間で一定であるが、常に最も大きい。２群および３群のカム交角は、ズーム位置によって変動している。
【００３５】
図８は、従来例のレンズ鏡筒の必要トルクを示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸は必要トルク（ｍＮｍ）を表している。カム機構では、カム交角が大きくなると、カム部材を回転させるために必要なトルクも大きくなる。従来例のレンズ鏡筒では、１群のカム交角が常に最も大きく、重量も最も大きいため、１群を駆動するために必要なトルクが各群の中で最も大きく、カム部材９４を回転させるために必要なトルク（合計）に対して支配的となっている。
【００３６】
図９は、レンズ鏡筒１００のカム軌跡を示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸は移動群の位置（ｍｍ）を表している。１群レンズ枠１０（１群）はＷＩＤＥ−ＴＥＬＥ間で一次線形的に移動しており、変倍動作時の移動量が最も大きい。２群レンズ枠２０（２群）、３群レンズ枠３０（３群）および第１のカム筒９１（カム）は、非線形的に移動しており、移動量も少ない。
【００３７】
図１０は、レンズ鏡筒１００のカム交角を示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸はカム交角（ｄｅｇ）を表している。１群のカム交角はＷＩＤＥ−ＴＥＬＥ間で常に一定であるが、３群、および２群レンズ枠２０と第１のカム筒９１（２群＋カム）のカム交角はズーム位置によって変動している。本実施形態では、１群のカム交角は従来例よりも半分近くまで小さくなっており、一部の領域においては２群＋カムのカム交角より小さくなっている。
【００３８】
図１１は、レンズ鏡筒１００の必要トルクを示すグラフである。横軸はカム部材９４の回転角（ｄｅｇ）を表し、縦軸は必要トルク（ｍＮｍ）を表している。レンズ鏡筒１００では、１群の重量が最も大きく、カム交角も概ね最も大きいため、１群を駆動するために必要なトルクが各群の中で最も大きく、カム部材９を回転させるために必要なトルク（合計）に対して支配的となっている。しかしながら、従来例と比べて、１群を駆動するために必要なトルクは半分程度に小さくなっているため、カム部材９を回転させるために必要なトルクも半分程度に抑えられている。
【００３９】
本実施形態の構成では、２群を駆動させるために必要なトルクに第１のカム筒９１を移動させるために必要なトルクも加わるが、１群のカム交角が小さく、第１のカム筒９１の重量が１群の重量に比べて大幅に小さいため、全体として必要トルクを軽減可能である。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の移動群をカム部材で移動させることが可能であって、小型化可能なレンズ鏡筒を提供することができる。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１      第１レンズ（第１の光学素子）
２      第２レンズ（第２の光学素子）
９      カム部材
１０    １群レンズ枠（第１の移動群）
２０    ２群レンズ枠（第２の移動群）
９１    第１のカム筒
９１ａ  １群カム面（第１のカム面）
９１ｂ  カム筒カム面（第２のカム面）
９２    第２のカム筒
９２ａ  ２群カム面（第３のカム面）
１００  レンズ鏡筒
ＯＳ    光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020154166.tif 000009
【図８】
2020154166.tif 000010
【図９】
2020154166.tif 000011
【図１０】
2020154166.tif 000012
【図１１】
2020154166.tif 000013