(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーム駆動機構により撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更すると共に、被写体側と当該被写体側に対向する像面側とを有するレンズ鏡筒であって、
レンズを保持しフォロア部を有するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部の相対的な回転を規制する筒であって、前記被写体側に凸部及び前記像面側に直進リブを有する直進規制部と、
前記フォロア部が係合するカム溝と前記凸部に係合する溝とが内周部に設けられ、像面側の端部から延伸して内周部に前記カム溝の一部が設けられたカム片を有し、前記カム片が前記収納位置において前記直進リブに対して周方向に対向して配置されるカム筒と、を備え、
前記直進規制部は、前記カム筒の回転により、前記凸部が前記溝に追従して前記カム筒と共に光軸方向に前記撮影位置と前記収納位置との間を移動するとともに前記カム筒に対して相対的に光軸方向に接近離間移動するものであって、
前記撮影位置において回転する前記カム筒の前記カム片が前記直進リブに周方向に接触しないように、前記カム筒に対して相対的に光軸方向に離間移動し、前記収納位置において前記カム筒に対して前記光軸方向に接近配置されることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記直進規制部が前記カム筒に対して光軸方向に相対的に離間移動する際に、前記直進リブが前記カム片に対して周方向に接触しないように光軸方向に乗り上げる位置に配置され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】
前記撮影位置は、望遠位置と広角位置を含み、前記カム筒と前記直進規制部とは、前記収納位置では、円筒部分が光軸方向に接近配置され、前記望遠位置では、円筒部分が光軸方向に接近配置され、前記広角位置では、円筒部分が光軸方向に離間配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記撮影位置は、望遠位置と広角位置を含み、前記レンズ保持部のフォロア部は、前記広角位置で前記カム片の裏面側に延長して設けられた前記カム溝に配置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。
【請求項５】
撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム駆動機構を備えるレンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィルムカメラやデジタルカメラ等の撮像装置に設けられるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ鏡筒として、複数のレンズをそれぞれ保持する複数のレンズ保持枠をカム筒の回転により光軸方向に移動させつつ、直進筒によりレンズ保持枠の回転方向の移動を規制してレンズを所定の位置に移動させるズーム機構を備えるものがある。
【０００３】
ところで、近年の撮影倍率の高倍率化の要請に伴ってレンズの数が増加したり、繰出し全長が長くなったりしてレンズ鏡筒が大型化する傾向にある。一方、カメラの薄型化の要求もあり、レンズ鏡筒の収納時のカメラの厚さを極力薄くすることが求められている。
【０００４】
カメラの薄型化のためには光軸方向の寸法を短くした鏡筒を多段構成でつなげることが考えられるが、鏡筒に複数のカム溝を交差することなく配置するには多くの制約があり、困難である。
【０００５】
従来、カム筒に同一軌跡の複数のカム溝を光軸方向及び周方向に位置を異ならせて形成し、直進筒に各カム溝にそれぞれ係合する複数のカムフォロアを光軸方向及び周方向に位置を異ならせて形成したレンズ鏡筒が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
この提案では、直進筒に案内されるレンズ群の光軸方向の移動量をカム筒の光軸方向の長さよりも長く設定できるので、カム筒の光軸方向の長さを短くしてカメラの薄型化を図ることができる。
【０００７】
また、カム筒の一部を光軸方向の像面側に突出させ、その突出部分にカム溝を配置することで、カム溝の光軸方向のストロークを長くしてカメラの薄型化を図る技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−０８５９３４号公報
【特許文献２】特開２００９−９１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１では、カム筒のカム溝から直進筒のカムフォロアが外れる際に、直進筒により光軸方向に案内されるレンズ群の動きが不安定になり、結果として、レンズ鏡筒のズーム動作が不安定になるおそれがある。
【００１０】
また、上記特許文献２では、カム筒の内周側に直進筒を配置し、さらにその直進筒の回転を規制する筒部材が必要になるため、いわゆる３段以上の筒構成が必要になり、レンズ鏡筒の構造が複雑化すると共に、２段の筒構成には適用することができない。
【００１１】
そこで、本発明は、安定したズーム動作を確保することができると共に、簡単な構造のレンズ鏡筒を用いて撮像装置の撮影倍率の高倍率化及び薄型化を実現することができるレンズ鏡筒及び該レンズ鏡筒を備える撮像装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、ズーム駆動機構により撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更すると共に、被写体側と当該被写体側に対向する像面側とを有するレンズ鏡筒であって、レンズを保持しフォロア部を有するレンズ保持部と、前記レンズ保持部の相対的な回転を規制する筒であって、前記被写体側に凸部及び前記像面側に直進リブを有する直進規制部と、前記フォロア部が係合するカム溝と前記凸部に係合する溝とが内周部に設けられ、像面側の端部から延伸して内周部に前記カム溝の一部が設けられたカム片を有し、前記カム片が前記収納位置において前記直進リブに対して周方向に対向して配置されるカム筒と、を備え、前記直進規制部は、前記カム筒の回転により、前記凸部が前記溝に追従して前記カム筒と共に光軸方向に前記撮影位置と前記収納位置との間を移動するとともに前記カム筒に対して相対的に光軸方向に接近離間移動するものであって、前記撮影位置において回転する前記カム筒の前記カム片が前記直進リブに周方向に接触しないように、前記カム筒に対して相対的に光軸方向に離間移動し、前記収納位置において前記カム筒に対して前記光軸方向に接近配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、安定したズーム動作を確保することができると共に、簡単な構造のレンズ鏡筒を用いて撮像装置の撮影倍率の高倍率化及び薄型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のレンズ鏡筒を備える撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラの電源をＯＮした状態での外観斜視図である。
【図３】図１の背面図である。
【図４】図１の底面図である。
【図５】デジタルカメラの制御ブロック図である。
【図６】レンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置での状態を示す断面図である。
【図７】レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置での状態を示す断面図である。
【図８】カム筒と直進筒の分解斜視図である。
【図９】レンズ鏡筒の収納位置でのカム筒と直進筒との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図１０】はレンズ鏡筒のＷＩＤＥ位置でのカム筒と直進筒との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図１１】レンズ鏡筒のＴＥＬＥ位置でのカム筒と直進筒との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図１２】カム筒の内周側の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明のレンズ鏡筒を備える撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを正面側から見た外観斜視図、図２は図１のデジタルカメラの電源をＯＮした状態での外観斜視図、図３は図１の背面図、図４は図１の底面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１８は、撮影位置と収納位置との間を光軸方向に移動して撮影倍率を変更するズーム機構を備える。デジタルカメラ１８の正面には、被写体の構図を決めるファインダ１６、測光測距を行う場合の補助光源１５、ストロボ１７、及びレンズ鏡筒１９が配置されている。デジタルカメラ１８の上面には、レリーズボタン１２、電源切換えボタン１４、及びズーム切換えスイッチ１３が配置されている。
【００１８】
また、デジタルカメラ１８の背面には、図３に示すように、操作ボタン２２〜２７、ＬＣＤ等のディスプレイ２１、及びファインダ接眼部２０が配置されている。更に、デジタルカメラ１８の底面には、図４に示すように、三脚取付部２８、メモリカードドライブ４２（図５参照）及びバッテリー挿入部（不図示）のカバー２９が配置されている。
【００１９】
図５は、本実施形態のデジタルカメラ１８の制御ブロック図である。
【００２０】
バス４４には、ＣＰＵ４６、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４７、レリーズボタン１２、操作ボタン２２〜２７、ディスプレイ２１、電源切換えボタン１４、ズームスイッチ１３、メモリ４０、圧縮伸張部４１、メモリカードドライブ４２及び駆動回路４３が接続される。
【００２１】
駆動回路４３には、レンズ鏡筒１９をズーム駆動するズーム機構３０、フォーカスレンズ７を駆動するフォーカス駆動機構３１、シャッタ３５を駆動するシャッタ駆動機構３２、絞り３６を駆動する絞り駆動機構３４が接続される。
【００２２】
また、駆動回路４３には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８及びストロボ１７が接続される。駆動回路４３に接続された各ユニットは、ＣＰＵ４６からの信号に基づいて該駆動回路４３を介して駆動が制御される。
【００２３】
ＲＯＭ４５には、各種制御プログラム等が記憶され、ＲＡＭ４７には、各種制御プログラムに必要なデータが記憶されている。アナログ信号処理部３７は、撮像素子８から出力された画像データにアナログ処理を施し、Ａ／Ｄ変換部３８に出力する。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換部３８は、撮像素子８から取り込んだアナログデータをデジタルデータに変換して、デジタル信号処理部３９に出力する。デジタル信号処理部３９は、Ａ／Ｄ変換部３８で変換されたデジタルデータに対して所定の処理を行い、画像データとしてメモリ４０に出力する。
【００２５】
メモリ４０に記憶された画像データは、操作ボタン２３の操作によって圧縮伸張部４１によりＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮処理等が施された後、メモリカードドライブ４２に装着されたメモリカードに出力されて記憶される。
【００２６】
また、メモリ４０に記憶された画像データやメモリカードに記憶された画像データを圧縮伸張部４１によって伸張処理を行い、その後、バス４４を介してディスプレイ２１に表示させることができる。ディスプレイ２１に表示された画像をユーザが見て不要と判断した場合は、操作ボタン２４の操作によって消去することができる。
【００２７】
次に、図６〜図１２を参照して、レンズ鏡筒１９について説明する。
【００２８】
図６はレンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置（広角位置）での状態を示す断面図、図７はレンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置（望遠位置）での状態を示す断面図である。
【００２９】
図６及び図７に示すように、レンズ鏡筒１９は、第一レンズ１が第一レンズ保持枠３に保持され、第一レンズ１の像面側（撮像素子８側）に配置される第二レンズ２が第二レンズ保持枠４に保持されている。
【００３０】
第一レンズ保持枠３及び第二レンズ保持枠４は、カム筒５の内周部に設けられたカム溝５ｃ（図１２参照）に追従するフォロアピン（不図示）を有する。このフォロアピンは、本発明のフォロア部の一例に相当する。また、第一レンズ保持枠３及び第二レンズ保持枠４は、カム筒５の内周側に配置された直進筒６により回転方向の移動が規制された状態で光軸方向に直進移動可能に保持される。直進筒６は、本発明の直進規制部の一例として設けられた部材である。ここで、第一レンズ保持枠３及び第二レンズ保持枠４は、本発明のレンズ保持部の一例に相当する。
【００３１】
カム筒５は、固定筒９の内周部に設けられたカム溝９ａに追従するフォロアピン５ｄ（図８参照）を有し、ズーム機構３０から動力が伝達されることで、回転しながら光軸方向に移動する。直進筒６は、固定筒９の内周部に設けられた直進溝９ｂに係合する直進キー６ｃを有し、直進キー６ｃが直進溝９ｂに案内されることで、回転が規制された状態に光軸方向に直進移動する。
【００３２】
第二レンズ保持枠４と撮像素子８との間には、第三レンズ７を保持する第三レンズ保持枠１０が配置されており、撮像素子８は、固定筒９に固定された撮像素子保持枠１１に保持されている。なお、第三レンズ７は、本実施形態では、フォーカスレンズとされている。
【００３３】
そして、カム筒がズーム機構３０によって回転させられることにより、カム筒５が光軸方向に繰出すと共に、第一レンズ保持枠３及び第二レンズ保持枠４も光軸方向に繰出す。このとき、直進筒６は、カム筒５とバヨネット結合されて、カム筒５と略一体となって光軸方向に直進移動する。
【００３４】
ここで、本実施形態では、図８に示すように、カム筒５の像面側の端部には、光軸方向に沿って像面側に延伸するカム片５ａが周方向に略等間隔で複数箇所（図では３箇所）設けられている。なお、本実施形態では、直進筒６の像面側の端部外側には、直進リブ６ａが周方向に略等間隔で複数箇所（図では３箇所）設けられており、直進リブ６ａとカム片５ａとは、互いに係合はしない。そして、後述するカム筒５と直進筒６とのバヨネット結合構造により、カム筒５が直進筒６に対して光軸方向に相対的に接近離間移動する。なお、直進リブ６ａにカム片５ａが周方向にカム係合するようにして、このカム係合により、カム筒５が直進筒６に対して光軸方向に相対的に接近離間移動するようにしてもよい。
【００３５】
また、レンズ鏡筒１９の収納位置（不図示）では、カム筒５と直進筒６とは互いに接近配置され、レンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置（図６）では、カム筒５と直進筒６とは互いに離間配置される。また、レンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置（図７）では、カム筒５と直進筒６とは互いに接近配置される。
【００３６】
図９〜図１１を参照して、具体的に説明する。図９はレンズ鏡筒１９の収納位置でのカム筒５と直進筒６との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００３７】
図９に示すように、レンズ鏡筒１９の収納位置では、カム筒５と直進筒６とが光軸方向に互いに接近して配置され、カム筒５のカム片５ａと直進筒６の直進リブ６ａとは周方向に対向して配置される。これにより、収納位置でのレンズ鏡筒１９の光軸方向の長さを短くしてカメラの薄型化を図ることができる。
【００３８】
図１０はレンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置（図６）でのカム筒５と直進筒６との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００３９】
図１０に示すように、レンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置では、カム筒５のカム片５ａに直進筒６の直進リブ６ａが乗り上げた状態となる。これにより、直進筒６がカム筒５に対して像面側に相対的に移動し、カム筒５と直進筒６とが光軸方向に互いに離間配置される。
【００４０】
図１１はレンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置（図７）でのカム筒５と直進筒６との位置関係を示す図であり、（ａ）は光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【００４１】
図１１に示すように、レンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置では、カム筒５のカム片５ａが直進筒６の直進リブ６ａを乗り越えて、カム筒５のカム片５ａと直進筒６の直進リブ６ａとが周方向に対向して配置される。これにより、カム筒５と直進筒６とが光軸方向に互いに接近して配置される。
【００４２】
なお、レンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置では、一般的に、第一レンズ保持枠３が最も被写体側に繰出すことが多い。その場合、直進筒６がカム筒５に対して被写体側に移動して接近配置されることで、直進筒６による第一レンズ保持枠３の回転規制を精度良く行うことができる。また、レンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置では、第一レンズ１と第二レンズ２は相対的に接近した状態になり、カム筒５に対して最も被写体側に繰出した状態になる。
【００４３】
図８に戻って、直進筒６には、バヨネット凸部６ｂが周方向に略等間隔で複数箇所（図では３箇所）設けられており、バヨネット凸部６ｂの周方向の両側には、それぞれヘリコイド部６Ａ及びヘリコイド部６Ｂが配置されている。
【００４４】
図１２は、カム筒５の内周側の展開図である。図１２に示すように、カム筒５の像面側の端部内周部には、バヨネット凸部６ｂが追従する周溝５ｂが周方向に延びて形成されている。周溝５ｂの途中には、バヨネット凸部６ｂが追従するヘリコイド溝５Ａ，５Ｂが形成されている。
【００４５】
ヘリコイド溝５Ａは、バヨネット凸部６ｂのヘリコイド部６Ａに対応する形状を有して、周溝５ｂから被写体側に離れる方向に斜めに延設されている。一方、ヘリコイド溝５Ｂは、バヨネット凸部６ｂのヘリコイド部６Ｂに対応する形状を有して、周溝５ｂから被写体側に離れる方向で、かつヘリコイド溝５Ａから離れる方向に斜めに延設されている。つまり、ヘリコイド溝５Ａ，５Ｂは、周溝５ｂを中心に互いに対称配置され、かつ被写体側に向けて互いに離れるように斜めに配置される。
【００４６】
また、ヘリコイド溝５Ｂの周溝５ｂから最も離れた端部は、ヘリコイド溝５Ｂに対するバヨネット凸部６ｂの追従始端とされ、ヘリコイド溝５Ａの周溝５ｂから最も離れた端部は、ヘリコイド溝５Ａに対するバヨネット凸部６ｂの追従終端とされている。
【００４７】
そして、レンズ鏡筒１９の収納位置では、バヨネット凸部６ｂがヘリコイド溝５Ｂの追従始端に配置されて、カム筒５と直進筒６とがバヨネット結合されている。このとき、カム筒５と直進筒６とは、図９で説明したように、光軸方向に互いに接近して配置され、カム筒５のカム片５ａと直進筒６の直進リブ６ａとは周方向に対向して配置される。
【００４８】
次に、カム筒５が直進筒６に対して相対的に回転するにしたがって、バヨネット凸部６ｂがヘリコイド溝５Ｂに沿って追従し、周溝５ｂに達する。このとき、レンズ鏡筒１９は、ＷＩＤＥ位置に配置され、図１０で説明したように、直進筒６がカム筒５に対して像面側に移動し、カム筒５と直進筒６とが光軸方向に互いに離間配置される。
【００４９】
なお、レンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置では、第一レンズ１と第二レンズ２とは光軸方向に相対的に最も離れた状態になり、第二レンズ保持枠４がカム筒５に対して最も光軸方向像面側に配置される。
【００５０】
ここで、本実施形態では、レンズ鏡筒１９のＷＩＤＥ位置で第二レンズ保持枠４のフォロアピンが追従するカム筒５のカム溝５ｃをカム片５ａの内周部に延長して設けている。したがって、カム筒５の内周部には、カム溝５ｃの一部が配置されることになる。これにより、第一レンズ１と第二レンズ２との光軸方向のストロークを図９のＹ−Ｘの分だけ長くすることができ、結果としてカメラの撮影倍率の高倍率化を実現することができる。
【００５１】
そして、カム筒５が直進筒６に対して相対的に回転すると、バヨネット凸部６ｂは、周溝５ｂからヘリコイド溝５Ａに進入して該ヘリコイド溝５Ａに沿って追従し、ヘリコイド溝５Ａの追従終端に達する。このとき、レンズ鏡筒１９は、ＴＥＬＥ位置に配置され、図１１で説明したように、カム筒５のカム片５ａが直進筒６の直進リブ６ａを乗り越えて、カム片５ａと直進リブ６ａとが周方向に対向配置され、カム筒５と直進筒６とが光軸方向に互いに接近配置される。なお、レンズ鏡筒１９のＴＥＬＥ位置から収納位置までの動作は、上記と逆の動作となる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、ズーム動作時にカム筒５のカム溝５ｃから第一レンズ保持枠３及び第二レンズ保持枠４のフォロアピンが外れることがないため、安定したズーム動作を確保することができる。
【００５３】
また、レンズ鏡筒１９の収納位置では、カム筒５のカム片５ａと直進筒６の直進リブ６ａとが周方向に対向配置されるので、収納位置でのレンズ鏡筒１９の光軸方向の長さを短くしてカメラの薄型化を図ることができる。
【００５４】
更に、第一レンズ１と第二レンズ２との光軸方向のストロークをカム筒５のカム片５ａの長さ分だけ長くすることができので、カメラの撮影倍率の高倍率化を実現することができる。
【００５５】
更に、カム筒５に対して、裏面側にカム溝５ｃが形成されたカム片５ａを設けるとともに、カム筒５の回転時に直進筒６のバヨネット凸部６ｂが追従する溝５ｂ，５Ａ，５Ｂを設けるだけでよいため、レンズ鏡筒１９の構造を簡略化することができる。
【００５６】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００５７】
３    第一レンズ保持枠
４    第二レンズ保持枠
５    カム筒
５ａ  カム片
５ｂ  周溝
５Ａ，５Ｂ  ヘリコイド溝
６    直進筒
６ａ  直進リブ
６ｂ  バヨネット凸部
１９  レンズ鏡筒
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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