(57)【要約】【課題】レンズ鏡筒を大型化させずに衝撃力が加えられても破損し難くする。【解決手段】レンズ鏡筒１００は、案内筒１０と、光軸を回転の中心軸として案内筒１０に対して回転可能なカム環２０と、カム環２０のカム溝２１と係合するカムフォロア３１を有し、レンズ４０を保持してカム環２０回転に応じて光軸方向に進退可能な直進筒３０とを備える。カム環２０は穴部２２を有し、直進筒３０は光軸方向での進退に応じて穴部２２に対して進退するストッパ部材３２を有し、穴部２２はストッパ部材３２と光軸方向で当接可能な第１の当接壁２２ａを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム溝を有し、径方向中心を通る軸を回転の中心軸として回転可能に配置される第１の筒状部材と、
前記カム溝と係合するカムフォロアを有し、光学部材を保持して前記第１の筒状部材の回転に応じて前記光学部材の光軸方向に進退可能な第２の筒状部材と、を備えるレンズ鏡筒であって、
前記第１の筒状部材は、穴部を有し、
前記第２の筒状部材は、前記第２の筒状部材の前記光軸方向での進退に応じて前記穴部に対して進退するストッパ部材を有し、
前記穴部は、前記ストッパ部材と前記光軸方向で当接可能な当接壁を有することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記カムフォロアと係合する直進溝を有し、前記第１の筒状部材を回転可能に支持する第３の筒状部材を備え、
前記第１の筒状部材の回転にしたがって、前記第２の筒状部材が前記第３の筒状部材に対して繰り出した状態で前記ストッパ部材は前記穴部に侵入し、前記第２の筒状部材が前記第３の筒状部材に対して繰り込んだ状態では前記ストッパ部材は前記第１の筒状部材の前記第２の筒状部材が存在する側に退避す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】
前記ストッパ部材が前記穴部に侵入した状態では、前記ストッパ部材と前記当接壁の隙間が、前記カム溝における前記第２の筒状部材が前記第３の筒状部材に対して繰り込む方向の壁面と前記カムフォロアとの間の隙間よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記ストッパ部材は、前記穴部に侵入した状態で前記第２の筒状部材が前記第３の筒状部材に対して繰り込む方向に外力を受けたときに前記当接壁と当接することを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
前記ストッパ部材を前記穴部から退避した位置から前記穴部に侵入した位置へ向かう方向に付勢する付勢手段を備え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。
【請求項６】
前記カム溝のカムリフト量は、前記ストッパ部材が前記穴部から退避した状態となる場合よりも前記ストッパ部材が前記穴部に侵入した状態となる場合の方が小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記レンズ鏡筒の光軸方向から見たときに、前記ストッパ部材は前記第２の筒状部材の外周から外側に突出しないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、撮像装置を構成するレンズ鏡筒は、内部に複数のレンズ群を有している。各レンズ群は、高い光学性能を維持するために高精度に位置決めされているが、例えば、フォーカスレンズやズームレンズに対しては、高精度に光軸方向に移動可能な構成が求められる。そこで、光軸方向での移動が必要とされるレンズ群は、例えば、カム機構を用いて位置決めされることが多い。カム機構は、スムーズに動作させるために、レンズ鏡筒の周方向に３点で保持されることが多い。その場合、レンズ鏡筒を落下させてしまい又は障害物にぶつけてしまう等してレンズ鏡筒が衝撃を受けると、カム機構のカムフォロアに大きな衝撃力が加わってカムフォロアが変形してしまい、位置決めの精度が低下してしまうことがある。
【０００３】
この問題に対して、移動可能な第１の鏡枠を覆うように鏡枠保護部材が配置されたレンズ鏡筒が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたレンズ鏡筒では、衝撃力を受けた鏡枠保護部材が、所定位置に固定された第２の鏡枠との間の隙間を埋めるように変形する。これにより、第１の鏡枠へ伝達される力が低減されることで、第１の鏡枠の破損が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている構成では、鏡枠保護部材を設置するためのスペースを確保する必要が生じるため、レンズ鏡筒が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、大型化させることなく、衝撃力が加えられても破損が生じ難い構造を有する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】
本発明に係るレンズ鏡筒は、カム溝を有し、径方向中心を通る軸を回転の中心軸として回転可能に配置される第１の筒状部材と、前記カム溝と係合するカムフォロアを有し、光学部材を保持して前記第１の筒状部材の回転に応じて前記光学部材の光軸方向に進退可能な第２の筒状部材と、を備えるレンズ鏡筒であって、前記第１の筒状部材は、穴部を有し、前記第２の筒状部材は、前記第２の筒状部材の前記光軸方向での進退に応じて前記穴部に対して進退するストッパ部材を有し、前記穴部は、前記ストッパ部材と前記光軸方向で当接可能な当接壁を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大型化させることなく、衝撃力が加えられても破損が生じ難いレンズ鏡筒を実現することができる。
【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斜視図である。
【図２】図１のレンズ鏡筒の光軸を含む断面図である。
【図３】図２に示す矢視Ａ−Ａと矢視Ｂ−Ｂの断面図である。
【図４】図１のレンズ鏡筒が備えるストッパ部材の構造を説明する図である。
【図５】図１のレンズ鏡筒が備えるカム環の円筒面の一部の平面展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１００の斜視図であり、図１（ａ）は繰り出し状態を示しており、図１（ｂ）は繰り込み状態を示している。図２は、レンズ鏡筒１００の光軸を含む断面図であり、図２（ａ）は繰り出し状態を示しており、図２（ｂ）は繰り込み状態を示している。なお、図２乃至図４での各種部材の構造及び位置の関係を明確にするために、図２に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定める。Ｘ軸は光軸と平行な軸である。Ｚ軸はＸ軸が水平方向と平行となっているときに鉛直方向と平行になる軸である。Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸と直交する軸である。
【００１１】
レンズ鏡筒１００は、カム環２０（第１の筒状部材）、直進筒３０（第２の筒状部材）、案内筒１０（第３の筒状部材）、カムフォロア３１、ストッパ部材３２及びレンズ４０（光学部材）を備える。案内筒１０は、不図示の固定部（例えば、レンズ鏡筒１００の不図示の他の部材、或いは、撮像装置の本体（カメラボディ）等）に取り付けられる。案内筒１０は、略円筒形状を有しており、レンズ鏡筒１００の光軸は案内筒１０の径方向中心を通る。案内筒１０には、直進溝１１が形成されている。直進溝１１は、長さ方向が光軸と平行となるように溝状に切り抜かれた部位であり、同じ形状の直進溝１１が案内筒１０の周方向に略等間隔で３カ所に設けられている。
【００１２】
カム環２０は、略円筒形状を有しており、レンズ鏡筒１００の光軸はカム環２０の径方向中心を通る。カム環２０は、案内筒１０に対して径方向で嵌合して、光軸を回転の中心軸として回転可能に案内筒１０に支持されている。カム環２０はまた、バヨネット１２により光軸方向（Ｘ方向）への移動が規制されており、カム環２０の回転範囲はバヨネット１２が作用している範囲内に制限されている。そのため、レンズ鏡筒１００の使用中にカム環２０が案内筒１０に対して抜けてしまうことはない。カム環２０には、同じ形状のカム溝２１がカム環２０の周方向に略等間隔で３カ所に設けられている。また、カム環２０には、ストッパ部材３２の進退が可能な穴部２２が、カム環２０の周方向に略等間隔で３カ所に同じ形状で設けられている。詳細は後述するが、ストッパ部材３２は、カム環２０の回転に応じて直進筒３０が繰り出した状態では穴部２２へ侵入した状態となり、直進筒３０が繰り込んだ状態では穴部２２から退避した状態となる。穴部２２において直進筒３０が繰り込む方向側の壁面は、ストッパ部材３２が当接可能な第１の当接壁２２ａとなっている。
【００１３】
直進筒３０は、略円筒形状を有しており、レンズ鏡筒１００の光軸はカム環２０の径方向中心を通る。直進筒３０は、レンズ４０を保持している。レンズ鏡筒１００の光軸は、レンズ４０の光軸と一致する。レンズ４０は、外部から入射した光束を所定の焦点位置に集光させることができる。直進筒３０は、径方向でカム環２０と嵌合している。また、直進筒３０には、カム環２０に形成されているカム溝２１と係合する略円筒形状のカムフォロア３１が３カ所に配置されている。カムフォロア３１は、摺動性を有すること及び潰れ等の変形に耐えるために、ポリアセタール系樹脂等で形成されることが多い。３カ所に配置されたカムフォロア３１はそれぞれ、カム環２０のカム溝２１に係合すると共に、案内筒１０に形成された直進溝１１とも係合している。カムフォロア３１の外周面と直進溝１１及びカム溝２１のそれぞれの幅方向の壁面との間の隙間は、所定の寸法公差の範囲内に納められている。このような構成により、カム環２０が回転すると、カム溝２１と直進溝１１の相対位置が変化することで、直進筒３０は案内筒１０に対して光軸方向に進退可能であり（繰り出し又は繰り込むことができ）、こうしてレンズ４０の焦点位置を変化させることができる。
【００１４】
直進筒３０には、３カ所にストッパ部材３２が設置されている。ストッパ部材３２について、以下に図３及び図４を参照して詳細に説明する。図３（ａ）は、図２（ａ）に示す矢視Ａ−Ａの断面図である。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に示す矢視Ｂ−Ｂの断面図である。図４（ａ）は、図２（ａ）におけるストッパ部材３２及びその近傍の拡大図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の各部材を図４（ａ）の左側から透視して示す図である。
【００１５】
ストッパ部材３２は軸部３２ａを有しており、軸部３２ａは直進筒３０に形成されている穴状の挿入部に回転自在に挿入されている。また、トーションバネ３３が、その捲回部に軸部３２ａが挿入されるようにして、軸部３２ａに配置されている。トーションバネ３３において捲回部から延出する２本の直線部はそれぞれ、直進筒３０に設けられた第１の突起部３０ａとストッパ部材３２に設けられた突起部３２ｂに当接して、これらの間に回転力を付与している。こうして、ストッパ部材３２には常に軸部３２ａまわりに回転する力が作用しており、ストッパ部材３２は退避状態から侵入状態に向かう方向に付勢されている。なお、退避状態とは、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、ストッパ部材３２が穴部２２に侵入しておらず、カム環２０の外周側に配置されている状態を指す。一方、侵入状態とは、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すようにストッパ部材３２が穴部２２に入り込んでおり、図４（ｂ）に示すように光軸方向から見てストッパ部材３２がカム環２０と径方向で重なる状態を指す。
【００１６】
直進筒３０には、第２の突起部３０ｂが設けられている。ストッパ部材３２は、侵入状態では、第２の突起部３０ｂに当接した状態で位置決めされ、保持される。繰り出し状態にある直進筒３０の繰り込み動作が開始されると、図４（ｂ）に実線で示す状態からカム環２０は反時計まわり方向（矢印Ｃ１方向）に回転する。すると、ストッパ部材３２の角部３２ｃがカム環２０において穴部２２を形成している第２の当接壁２２ｂに当接する。カム環２０が矢印Ｃ１方向に更に回転すると、角部３２ｃが第２の当接壁２２ｂに対して摺動しながらストッパ部材３２が矢印Ｃ２方向に回転する。穴部２２がストッパ部材３２の配設位置を抜けると、図４（ｂ）に破線で示したように、角部３２ｃはカム環２０の外周面に接した状態となる。こうして、図３（ｂ）に示すように、また、図４（ｂ）に破線で示すように、カム環２０が回転してストッパ部材３２と穴部２２の回転位相が一致しない状態では、カム環２０の外周面に当接した退避状態となる。
【００１７】
一方、図４（ｂ）に破線で示すストッパ部材３２の退避状態では直進筒３０は繰り込み状態となっている。そこで、繰り込み状態にある直進筒３０の繰り出し動作が開始されると、カム環２０は時計まわり方向（矢印Ｃ３方向）に回転し始める。このとき、穴部２２がストッパ部材３２の配設位置に来ると、トーションバネ３３による付勢力により、角部３２ｃが第２の当接壁２２ｂに対して摺動しながらストッパ部材３２は矢印Ｃ４方向に回転する。角部３２ｃが第２の当接壁２２ｂから離れると、ストッパ部材３２は第２の突起部３０ｂに当接し、侵入状態となって保持される。こうして、図３（ａ）に示すようにストッパ部材３２と穴部２２の回転位相が一致した状態では、ストッパ部材３２は穴部２２に侵入した状態となる。このように、ストッパ部材３２は、直進筒３０の光軸方向位置、つまり、繰り込み状態であるか繰り出し状態であるかに応じて、姿勢が切り替わる。なお、カム環２０の回転に伴って直進筒３０は光軸方向に進退する。そのため、穴部２２の形状は、侵入状態にあるストッパ部材３２が穴部２２から抜けきるまでに直進筒３０が光軸方向に移動する距離を考慮して設計されている。
【００１８】
次に、レンズ鏡筒１００を落下させてしまった等してレンズ鏡筒１００に衝撃力等の外力が加わったときのストッパ部材３２の機能について説明する。直進筒３０は、レンズ鏡筒１００の先端に配置されるため、衝撃力等の外力が加わる可能性がレンズ鏡筒１００の他の筒状部材よりも高いと考えられる。そこで、繰り出し状態（図１（ａ）及び図２（ａ）の状態）となっている直進筒３０に対して、繰り込む方向に衝撃力が印加された場合について説明する。図５は、カム環２０の円筒面の一部の平面展開図であり、カム溝２１、カムフォロア３１、穴部２２及びストッパ部材３２の関係を示している。図５（ａ）は、衝撃力が印加される前の通常状態を示している。図５（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、衝撃力が印加された後のか変化の様子を時系列で示している。なお、図５（ａ）〜（ｃ）では、カム溝２１の壁面とカムフォロア３１の外周との隙間及びストッパ部材３２と穴部２２の壁面との隙間は、理解を容易とするために模式的に広く描画されている。
【００１９】
カム環２０及び案内筒１０に対する直進筒３０の光軸方向の位置は、カム溝２１及び直進溝１１と係合するカムフォロア３１の位置によって定まる。図５（ａ）に示すように通常状態では、カム溝２１における繰り込み方向側の壁面とカムフォロア３１との間には隙間Ｄ１が生じており、このとき、ストッパ部材３２と第１の当接壁２２ａの間には隙間Ｄ２が生じている。ここで、レンズ鏡筒１００では、隙間Ｄ１，Ｄ２間に、Ｄ１＜Ｄ２、の関係が成り立つように設計がなされている。これは、次のような理由による。すなわち、直進筒３０の光軸方向での位置は、カムフォロア３１とカム溝２１との係合にしたがって決定される。その際、カムフォロア３１がカム溝２１における繰り込み方向側の壁面に当接する前にストッパ部材３２が第１の当接壁２２ａに当接すると、ストッパ部材３２により直進筒３０の光軸方向での位置が決まってしまい、直進筒３０の位置決め精度が低下してしまう。そこで、隙間Ｄ１，Ｄ２間にＤ１＜Ｄ２の関係を持たせて、通常状態ではストッパ部材３２が穴部２２の第１の当接壁２２ａに当接しないようにすることにより、直進筒３０を光軸方向において高い精度で位置決めすることを可能としている。
【００２０】
また、レンズ鏡筒１００では、通常の使用状態においてストッパ部材３２が侵入状態となるときのカム溝２１の角度Ａ１と第１の当接壁２２ａの角度Ａ２が同じ値に設定されている。これにより、カム環２０が回転した際に、隙間Ｄ２を一定に保つことができる。換言すれば、カムフォロア３１がカム溝２１における角度Ａ１の領域を移動する間は、ストッパ部材３２が角度Ａ２（＝Ａ１）の第１の当接壁２２ａとの間に隙間Ｄ２を確保しながら穴部２２内を移動するように、穴部２２の形状を設計することが望ましい。その場合、本記実施形態では、穴部２２の形状を図５に示されるように平面に展開した状態で台形としたが、穴部２２の形状はこれに限定されるものではない。穴部２２でのストッパ部材３２の移動が上記の通りに可能であることを前提として、例えば、穴部２２の形状を平面に展開した状態で平行四辺形とすることができる。
【００２１】
更に、レンズ鏡筒１００では、通常状態において直進筒３０が繰り出し状態にあるときのカム溝の角度Ａ１は、繰り込み状態にあるときのカム溝角度Ａ３より小さい。このことは、ストッパ部材３２が侵入状態となるときのカム溝２１のカムリフト量が、ストッパ部材３２が退避状態となるときのカム溝２１のカムリフト量より小さいことを意味する。こうして、繰り出し状態でのカムリフト量が小さくなるようにすることで、直進筒３０を繰り出す際の位置精度を高めることができる。また、繰り込み状態でのカムリフト量が大きくなるようにすることで、衝撃力が印加されたときには、カムフォロア３１がカム溝２１上を滑ることでカム環２０が回転しやすくなる効果が見込める。その結果、繰り込み状態に衝撃力が印加されても、カム環２０が回転することで衝撃力が吸収されるため、破損し難くなる。
【００２２】
レンズ鏡筒１００に衝撃力が印加された直後は、図５（ｂ）に示すように、直進筒３０が繰り込む方向に移動し、カムフォロア３１がカム溝２１における繰り込み方向側の壁面へ当接する。このとき、ストッパ部材３２と第１の当接壁２２ａの間には隙間Ｄ３が残っている。この状態から更に衝撃力が印加されると、図５（ｃ）に示すように、カムフォロア３１が変形しながら、更に直進筒３０は繰り込む方向に移動する。カムフォロア３１が所定の形状まで変形すると、ストッパ部材３２が第１の当接壁２２ａに当接する。図５（ｃ）の状態では、カムフォロア３１がカム溝２１の繰り込み側の壁面に押し付けられていることに加えて、ストッパ部材３２が第１の当接壁２２ａに押しつけられている。よって、図５（ｃ）の状態では、図５（ｂ）のようにカムフォロア３１のみがカム溝２１の繰り込み側の壁面にのみが当接している状態よりも、ストッパ部材３２が第１の当接壁２２ａに当接している分だけ、衝撃力に対する耐力が高まっている。その結果、カムフォロア３１の変形量を低減することができることで、カムフォロア３１の破損を抑制することができる。
【００２３】
レンズ鏡筒１００では、ストッパ部材３２は、直進筒３０の周方向においてカムフォロア３１の間に設けられ、且つ、直進筒３０の光軸方向端に設けられている。そして、光軸方向から見たときに、ストッパ部材３２は、直進筒３０の外周から外側に突出することのない大きさ又は突出しても突出量の小さい大きさ（図２参照）に設定されている。よって、衝撃力等の外力が加えられても破損し難い構造を、レンズ鏡筒１００を大型化させることなく実現することが可能となっている。
【００２４】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、上記実施形態では、直進筒３０がカム環２０の外側に存在する構成について説明したが、直進筒３０がカム環２０の内側に存在する構成にも本発明は適用可能である。その場合、ストッパ部材３２はカム環２０の内側（直進筒３０がある側）に退避する構成とすればよい。本発明は、ズームレンズやフォーカスレンズ、光学フィルタ等の光学部材を光軸方向へ移動させる機構を有するレンズ鏡筒、レンズ鏡筒を備える撮像装置をはじめとして各種の光学機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０    案内筒
２０    カム環
２１    カム溝
２２    穴部
２２ａ    第１の当接壁
３０    直進筒
３１    カムフォロア
３２    ストッパ部材
【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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