(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行で光軸と平行をなすレンズ枠用ガイド軸と中間直進部材用ガイド軸；
上記レンズ枠用ガイド軸によって撮影位置と収納位置との間を移動可能に直進案内されたレンズ枠；
上記レンズ枠を光軸方向前方に付勢する付勢手段；
上記中間直進部材用ガイド軸に嵌るガイド筒部を有して光軸方向に直進案内され、上記付勢手段により光軸方向前方に付勢された上記レンズ枠に当接可能な中間直進部材；
モータの駆動軸に設けられて該モータにより回転駆動されるリードスクリュー；
上記リードスクリューに回転を規制して螺合され、上記リードスクリューの回転に連動して上記中間直進部材を光軸方向に進退させるナット部材；及び
上記レンズ枠を、上記付勢手段の付勢力に抗して上記中間直進部材から離間するように光軸方向後方に移動させ、撮影位置から収納位置に移行させる後退駆動部材；
を有し、
上記レンズ枠が撮影位置にあるときは、上記リードスクリューの回転によって上記ナット部材を進退させることにより、上記中間直進部材及び上記付勢手段の付勢力で該中間直進部材に当接している上記レンズ枠が一緒に光軸方向に移動すること；及び
上記後退駆動部材により上記レンズ枠が撮影位置から収納位置に移動するときは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記レンズ枠が上記中間直進部材から離間して単独で光軸方向後方に移動すること；
を特徴とするレンズ移動機構。
【請求項２】
請求項１記載のレンズ移動機構において、
上記レンズ枠の撮影位置から収納位置への移動量は、２mm以上であるレンズ移動機構。
【請求項３】
請求項１または２記載のレンズ移動機構において、
上記レンズ枠は、複数のレンズ群からなるレンズ系の光軸方向最後尾のフォーカスレンズ群用のレンズ枠であるレンズ移動機構。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズ移動機構において、
中間直進部材と固定部材との間に、上記中間直進部材の光軸方向位置を検出する原点センサが備えられているレンズ移動機構。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載のレンズ移動機構において、
上記モータは、該モータのリードスクリューが前方に延びるように固定部材に固定されているレンズ移動機構。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のレンズ移動機構において、
上記後退駆動部材は、上記モータとは別のモータにより駆動され、回転しながら光軸方向に移動する環状部材であるレンズ移動機構。
【請求項７】
請求項６記載のレンズ移動機構において、
上記リードスクリュー及び上記中間直進部材用ガイド軸は、上記環状部材よりも半径方向外側に備えられているレンズ移動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影位置と収納位置との間を移動可能で、撮影位置においてモータ駆動の送りねじ機構で進退動作されるレンズ移動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させる移動機構として、フォーカスレンズ群（枠）を光軸方向前方に移動付勢し、モータ駆動のリードスクリューに回転を規制して螺合させた送りナット部材により、付勢力に抗してフォーカスレンズ群を押圧移動させる機構が知られている。特許文献１では、モータの回転をギヤ列を介してリードスクリューに伝達することで、レンズ移動機構の光軸方向の厚さを抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３４２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ギヤ列を用いたレンズ移動機構は、ギヤ列の回転騒音の問題が避けられず、特に動画撮影機能を備えたカメラに用いると騒音が録音されてしまうという問題がある。静音化のためには、ギヤ列を用いることなく、モータ駆動軸をリードスクリューとし、このリードスクリューに直接送りナット部材を螺合させることが好ましい。
【０００５】
ところが、モータ軸リードスクリューに送りナット部材を螺合させ、送りナット部材によりフォーカスレンズ群を移動させる機構（モータ軸送りねじ機構）には、次の新たな問題が生じる。小型のカメラでは、レンズ系の最後方のレンズ群をフォーカスレンズとすることが一般化しており、収納状態ではフォーカスレンズ群を可及的に光軸後方に移動させることが望まれている。また、バックフォーカスの長いレンズ系では、収納状態から撮影状態（ワイド端またはテレ端）への移動距離が長くなる（撮影状態から収納状態への後方への移動量が大きくなる）。
【０００６】
このように、フォーカスレンズ群の収納状態から撮影状態への移動距離が長くなると、従来のモータ軸送りねじ機構では、リードスクリューが長くならざるを得ず、レンズ移動機構の光軸方向の薄型化が難しくなる。
【０００７】
本発明は、従来のレンズ移動機構についての以上の問題意識に基づき、モータ軸送りねじ機構を用いながら、特定レンズ群の収納状態から撮影状態への移動距離が長くても、リードスクリュー長に多くを要さず、光軸方向の厚さを抑制することができるレンズ移動機構を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるレンズ移動機構は、レンズ群を収納位置と撮影位置との間で移動させる間は、リードスクリューと送りナット部材の送り機構を用いることなく、レンズ群が撮影位置に達した後に、該リードスクリューと送りナット部材の送り機構を用いるという着眼に基づいてなされたもので、そのために、レンズ群（レンズ枠）とは別に、中間直進部材を設け、このレンズ枠を、該レンズ枠が収納位置と撮影位置の間を移動する間は中間進退部材とは独立して移動可能とし、撮影位置に達した後は中間進退部材と一緒に移動するように連動させたものである。
【０００９】
すなわち、本発明のレンズ移動機構は、互いに平行で光軸と平行をなすレンズ枠用ガイド軸と中間直進部材用ガイド軸；上記レンズ枠用ガイド軸によって撮影位置と収納位置との間を移動可能に直進案内されたレンズ枠；上記レンズ枠を光軸方向前方に付勢する付勢手段；上記中間直進部材用ガイド軸に嵌るガイド筒部を有して光軸方向に直進案内され、上記付勢手段により光軸方向前方に付勢された上記レンズ枠に当接可能な中間直進部材；モータの駆動軸に設けられて該モータにより回転駆動されるリードスクリュー；上記リードスクリューに回転を規制して螺合され、上記リードスクリューの回転に連動して上記中間直進部材を光軸方向に進退させるナット部材；及び上記レンズ枠を、上記付勢手段の付勢力に抗して上記中間直進部材から離間するように光軸方向後方に移動させ、撮影位置から収納位置に移行させる後退駆動部材；を有し、上記レンズ枠が撮影位置にあるときは、上記リードスクリューの回転によって上記ナット部材を進退させることにより、上記中間直進部材及び上記付勢手段の付勢力で該中間直進部材に当接している上記レンズ枠が一緒に光軸方向に移動すること；及び上記後退駆動部材により上記レンズ枠が撮影位置から収納位置に移動するときは、上記付勢手段の付勢力に抗して上記レンズ枠が上記中間直進部材から離間して単独で光軸方向後方に移動すること；を特徴としている。
【００１０】
レンズ枠の撮影位置から収納位置への移動量は、２mm以上とすると、バックフォーカスの長いレンズ系に対応して、収納長の短縮を図ることができる。
【００１１】
上記レンズ枠は、例えば、複数のレンズ群からなるレンズ系の光軸方向最後尾のフォーカスレンズ群用のレンズ枠とすることができる。
【００１２】
レンズ枠の原点（光軸方向位置）を検出（設定）するための原点センサは、レンズ枠と固定部材の間ではなく、中間直進部材と固定部材との間に設け、中間直進部材の光軸方向位置を検出することによりレンズ枠の原点位置を検出することができる。
【００１３】
モータは、該モータのリードスクリューが前方に延びるように固定部材に固定すると、薄型化に有利である。
【００１４】
後退駆動部材は、上記モータとは別のモータにより駆動され、回転しながら光軸方向に移動する環状部材とすることができる。
【００１５】
リードスクリュー及び中間直進部材を直進案内するガイド軸（中間直進部材用ガイド軸）は、上記環状部材よりも半径方向外側に備えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のレンズ移動機構は、撮影位置と収納位置との間を移動可能に光軸方向に直進案内され、光軸方向前方に移動付勢されたレンズ枠とは別に、光軸方向に直進案内された中間直進部材を設け、モータ駆動軸のリードスクリューとナット部材により、この中間直進部材を被写体距離情報に応じて移動させて、該中間進退部材と一緒にレンズ枠を移動させる一方、レンズ枠を収納するために、レンズ枠をその付勢力に抗して撮影状態から収納状態に移行させる後退駆動部材を設けて中間直進部材から離間させるようにしたので、リードスクリュー長に多くを要することなく、レンズ枠の移動距離を確保することができ、光軸方向の厚さを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のレンズ移動機構を適用したズームレンズ鏡筒の収納状態を示す断面図である。
【図２】同ズームレンズ鏡筒の撮影状態の断面図である。
【図３】図１、図２のズームレンズ鏡筒から本発明によるレンズ移動機構を取り出して描いた、収納状態の断面図である。
【図４】同レンズ移動機構のレンズ枠及び中間直進部材が最短物体撮影位置に位置した状態の断面図である。
【図５】同レンズ移動機構のレンズ枠及び中間直進部材が無限遠撮影位置に位置した状態の断面図である。
【図６】同レンズ移動機構の要部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
最初に、図１、図２について、本発明によるレンズ移動機構を備えたズームレンズ鏡筒１の全体構造を説明する。図１は撮影を行わない収納状態、図２の上半断面はズーム撮影領域のワイド端、図２の下半断面はテレ端をそれぞれ示している。図３は図１、図２のズームレンズ鏡筒から本発明によるレンズ移動機構を取り出して描いた図１の収納状態に対応する断面図、図４は図２の無限遠撮影状態の断面図、図５は同図２の最短物体撮影位置に対応する断面図、図６は同レンズ移動機構の要部の斜視図である。
【００１９】
ズームレンズ鏡筒１は、物体（被写体）側から順に第１レンズ群ＬＧ１、第２レンズ群ＬＧ２、絞り兼用のシャッタＳ、第３レンズ群ＬＧ３、第４レンズ群ＬＧ４、ローパスフィルタＬＰＦ及びＣＣＤ（撮像素子）２０を備えた４群タイプの撮像光学系を備えている（図２）。この光学系は焦点距離可変のズーム光学系であり、第１レンズ群ＬＧ１ないし第４レンズ群ＬＧ４を光学系の撮影光軸Ｏに沿って所定の軌跡で進退させることによって変倍を行う。また、撮影光軸Ｏに沿って第４レンズ群ＬＧ４を移動させることでフォーカシングを行う。本実施形態は、第４レンズ群ＬＧ４の移動機構に本発明を適用したものである。以下の説明中で光軸方向とは、撮像光学系の撮影光軸Ｏと平行な方向を意味し、前方とは光軸方向の前方（被写体側）、後方とは光軸方向の後方（像面側）を意味する。
【００２０】
ズームレンズ鏡筒１は、第１レンズ群ＬＧ１から第４レンズ群ＬＧ４までの光学系を内部に可動に支持する固定鏡筒（固定部材）２２と、その後部に固定される鏡筒後面板２１を備えている。この鏡筒後面板２１に上記ＣＣＤ２０とローパスフィルタＬＰＦが保持されている。
【００２１】
ズーム機構（レンズ移動機構）を簡単に説明する。固定鏡筒２２の開口２２ａから進退可能な第１繰出筒（後退駆動部材）１５は、図示しないモータによって回転駆動され、固定鏡筒２２に対し、カム機構により回転しながら光軸方向に進退する。第１繰出筒１５内には、第２繰出筒１３、第３繰出筒１２が順に位置していて、第１繰出筒１５が回転すると、第２繰出筒１３と第３繰出筒１２が光軸方向に進退する。第１レンズ群ＬＧ１は第３繰出筒１２に支持されている。第３繰出筒１２の内周側には、第１繰出筒１５の回転により回転させられて回転しながら光軸方向に進退するカムリング１１と、第２レンズ群ＬＧ２を支持した直進移動する２群枠３が順に位置していて、カムリング１１に形成されているカムによって、第３繰出筒１２（第１レンズ群ＬＧ１）と、２群枠３（第２レンズ群ＬＧ２）の位置が制御される。
【００２２】
第１繰出筒１５の内側には、シャッタＳ及び第３レンズ群ＬＧ３を支持する３群枠８が光軸方向の相対移動を可能にして支持されており、３群枠８には、第３レンズ群ＬＧ３を支持した揺動枠（図示せず）が光軸外の揺動軸（図示せず）を中心に回動自在に支持されている。第３レンズ群ＬＧ３は、撮影状態では他のレンズ群ＬＧ１、ＬＧ２、ＬＧ４の光軸（撮影光軸Ｏ）上に位置し、収納状態では、他のレンズ群ＬＧ１、ＬＧ２、ＬＧ４の光軸とは偏心した位置に退避する。
【００２３】
第４レンズ群ＬＧ４を保持する４群レンズ枠（レンズ枠）５１は、中央のレンズ保持部５１ａから、撮影光軸Ｏを挟んで略反対の方向に一対のガイド腕部５１ｂ、５１ｃを延設させている。このうち一方のガイド腕部５１ｂの先端部にはガイド筒部５１ｄが形成され、このガイド筒部５１ｄに、固定鏡筒２２と鏡筒後面板２１の間に固定された４群ガイド軸（レンズ枠用ガイド軸）５２が相対摺動自在に挿通されている。４群レンズ枠５１に形成したばね掛け突起５１ｆ（図６）には、固定鏡筒２２に支持したトーションばね５５（同）が掛けられていて、該４群レンズ枠５１を光軸方向前方に移動付勢している。
【００２４】
固定鏡筒２２と鏡筒後面板２１の間には、４群ガイド軸５２と平行な中間部材ガイド軸（中間直進部材用ガイド軸）５３が固定されており、また、４群ガイド軸５２、中間部材ガイド軸５３と平行で、制御手段（図示せず）から出力される制御情報に基づいて回転駆動されるリードスクリュー３４を有するモータ３５が固定されている。中間部材ガイド軸５３とリードスクリュー３４は、中間直進部材５６を被写体距離情報に応じて、光軸方向に進退させるものであり、中間直進部材５６には、中間部材ガイド軸５３に相対摺動自在に嵌まるガイド筒部５６ａと、このガイド筒部５６ａから径方向に延びるナット係合腕５６ｂと、このナット係合腕５６ｂの先端部に形成したリードスクリュー３４を挿通（緩通）させるスクリュー挿通穴５６ｃとが形成されている（図４、図５）。リードスクリュー３４、４群ガイド軸５２及び中間直進部材５６を直進案内する中間部材ガイド軸５３は、第１繰出筒１５よりも半径方向外側に位置させて設けられている。ナット係合腕５６ｂの先端部には、固定鏡筒２２に形成した光軸方向と平行なガイド溝（図示せず）に係合して中間直進部材５６の回転を防ぐガイド突起５６ｄ（図６）が形成されている。中間直進部材５６にはまた、固定鏡筒２２に固定する原点検出センサ５６ｆと協働して中間直進部材５６の光軸方向位置（原点位置）を検出する原点検出突起５６ｇが突出形成されている。原点検出センサ５６ｆにより原点検出突起５６ｇ（中間直進部材５６）の光軸方向位置（原点位置）を検出することで、４群レンズ枠５１の光軸方向位置（原点位置）を検出することができる。
【００２５】
リードスクリュー３４には、ナット係合腕５６ｂの前方に位置させて送りナット部材５４が螺合されている。この送りナット部材５４は、径方向回転防止溝５４ａ（図６）を中間直進部材５６の径方向突出部５６ｈに嵌めることで回転が抑制されている。モータ３５は、そのモータケーシング３５ａと一体の固定ブラケット３５ｂを有しており、この固定ブラケット３５ｂが、リードスクリュー３４をモータケーシング３５ａから前方に延長する形で固定鏡筒２２に固定されている。このように、モータケーシング３５ａが後方に位置しリードスクリュー３４が前方に位置するように配置すると、前方に位置させたモータケーシング３５ａからリードスクリュー３４が後方に延びる形の配置と比較して、大型のモータケーシング３５ａが後方に位置することから、ズームレンズ鏡筒１の小型化に有利である。
【００２６】
４群レンズ枠５１は、単にそのガイド筒部５１ｄを４群ガイド軸５２に相対摺動自在に嵌め、トーションばね５５により光軸方向前方に移動付勢したものであり、トーションばね５５の付勢力に抗して光軸方向後方へ移動することが可能である。この４群レンズ枠５１と中間直進部材５６には、４群レンズ枠５１の前方への移動付勢力で互いに当接する一方向連動突起５１ｒと一方向連動突起５６ｒが形成されている。この一方向連動突起５１ｒと一方向連動突起５６ｒは、４群レンズ枠５１にトーションばね５５以外の外力を加えない状態では常時係合する（図４、図５）のに対し、４群レンズ枠５１に光軸方向後方への外力を加えると、中間直進部材５６とは独立して移動可能である（図３）。また、中間直進部材５６は、トーションばね５５の力でそのナット係合腕５６ｂが送りナット部材５４と当接する方向に常時移動付勢されており、リードスクリュー３４が回転して送りナット部材５４が光軸方向に直進移動すると、送りナット部材５４とともに光軸方向に直進移動し、この中間直進部材５６の移動に伴って４群レンズ枠５１が光軸方向に移動する。
【００２７】
以上の本レンズ移動機構は、次のように動作する。図１、図３に示す鏡筒収納状態では、第１繰出筒１５が４群レンズ枠５１を押して後退し、一方向連動突起５１ｒが一方向連動突起５６ｒから離れて、撮影光軸方向の光学系の長さが最も短くなっている。この鏡筒収納状態において、カメラに設けたメインスイッチ（図示せず）がオンされると、ズームモータが鏡筒繰り出し方向に回動して第１繰出筒１５が光軸方向前方に移動する。４群レンズ枠５１は、トーションばね５５の付勢力により第１繰出筒１５に追従して光軸方向前方に移動し、一方向連動突起５１ｒが中間直進部材５６の一方向連動突起５６ｒに当接して停止する。ズームモータはさらに鏡筒繰り出し方向に回転して、第１繰出筒１５が通常撮影位置に達したときに停止する（図４）。
【００２８】
通常撮影位置においてモータ３５のリードスクリュー３４は、被写体距離情報に応じた角度だけ回転駆動され、その回転によって、送りナット部材５４が直進移動し、送りナット部材５４の移動に従い中間直進部材５６が移動し、中間直進部材５６に４群レンズ枠５１が追従する。この関係は、４群レンズ枠５１に加わる外力がトーションばね５５による力だけである間は維持される。図４は、中間直進部材５６が光軸方向後方の移動端にある状態を示しており、図５は、中間直進部材５６が光軸方向前方の移動端（最短距離物体撮影位置）にある状態を示している。図４と図５の間が通常撮影位置である。通常のズーミング動作では、第１繰出筒１５が４群レンズ枠５１に干渉（当接）することはない。
【００２９】
これに対し、メインスイッチがオフされると、モータ３５が第４レンズ群ＬＧ４を後退させる方向に回動して第４レンズ群ＬＧ４がリードスクリュー３４により駆動される範囲の後方移動端まで移動し、その後ズームモータが鏡筒収納方向に回動して第１繰出筒１５が後退し、４群レンズ枠５１（のガイド腕部５１ｂ）を押す。このため、４群レンズ枠５１は、中間直進部材５６から離れてさらに後退することができ、収納長を短縮することができる（図３）。４群レンズ枠５１の撮影位置から収納位置への移動量は、0.5mm程度でも収納長の短縮を図ることが可能であるが、２mm以上とすると、バックフォーカスの長いレンズ系に対応して、収納長の短縮を図ることができる。
【００３０】
図１、図２に示したレンズ移動機構は一例を示すものであり、レンズ移動機構としては、４群レンズ枠５１を、トーションばね５５の付勢力に抗して中間直進部材５６から離間させ、撮影状態から収納状態に移行するように後方に移動させる第１繰出筒（後退駆動部材）１５だけが必須の構成要素である。本発明は、撮影状態から収納状態に移行するとき、４群レンズ枠５１を後方に移動させる後方駆動部材が存在するレンズ鏡筒一般に適用することが可能であり、第１繰出筒１５が４群レンズ枠５１を押して後退させたが、本発明において４群レンズ枠５１を押す部材は第１繰出筒１５に限られず、撮影状態から収納状態に移行する際に後方に移動または回転する部材で形成できる。
【００３１】
以上本発明のレンズ移動機構を焦点調節用の第４レンズ群ＬＧ４に適用した実施形態について説明したが、本発明は焦点調節用のレンズ群に限らず、可動のレンズ群に適用できる。また、本発明の実施形態では、制御手段から出力される制御情報に基づいてモータ３５を駆動する構成としたが、制御情報には、例えば、測距手段を備えたカメラおいて測距手段により測距した被写体距離情報に応じた位置に第４レンズ群ＬＧ４を移動させるようにモータ３５を駆動する制御情報や、画像コントラスト方式の焦点調節装置を備えたカメラにおいて第４レンズ群ＬＧ４を無限遠撮影位置と最短距離物体撮影位置の間で移動させながら合焦位置を検出し、検出した合焦位置に第４レンズ群ＬＧ４を移動させるようにモータ３５を駆動する制御情報が含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ズームレンズ鏡筒
３  ２群枠
８  ３群枠
１１  カムリング
１２  第３繰出筒
１３  第２繰出筒
１５  第１繰出筒（後退駆動部材、環状部材）
２０  ＣＣＤ（撮像素子）
２１  鏡筒後面板
２２  固定鏡筒（固定部材）
２２ａ  開口
３４  リードスクリュー（駆動軸）
３５  モータ
３５ａ  モータケーシング
３５ｂ  固定ブラケット
５１  ４群レンズ枠（レンズ枠）
５１ａ  レンズ保持部
５１ｂ  ガイド腕部
５１ｃ  ガイド腕部
５１ｄ  ガイド筒部
５１ｆ  ばね掛け突起
５１ｒ  一方向連動突起
５２  ４群ガイド軸（レンズ枠用ガイド軸）
５３  中間部材ガイド軸（中間直進部材用ガイド軸）
５４  送りナット部材（ナット部材）
５４ａ  径方向回転防止溝
５５  トーションばね（付勢部材）
５６  中間直進部材
５６ａ  ガイド筒部
５６ｂ  ナット係合腕
５６ｃ  スクリュー挿通穴
５６ｄ  ガイド突起
５６ｆ  原点検出センサ（原点センサ）
５６ｇ  原点検出突起
５６ｈ  径方向突出部
５６ｒ  一方向連動突起
ＬＧ１  第１レンズ群
ＬＧ２  第２レンズ群
ＬＧ３  第３レンズ群
ＬＧ４  第４レンズ群（フォーカスレンズ群）
ＬＰＦ  ローパスフィルタ
Ｏ  撮影光軸
Ｓ  シャッタ
【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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