(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影装置本体に収納可能なレンズ鏡筒であって、
撮影装置本体の収納領域に収納された状態と撮影可能領域まで繰り出された状態とを切り換える切り換え操作部材と、
電動力により駆動され撮影レンズ系を上記撮影可能領域と上記収納領域との間で移動させる動力伝達機構と、
上記動力伝達機構による動力伝達を断続する動力断続機構と、を有し、
上記動力断続機構は、上記切り換え操作部材の操作で上記撮影レンズ系が上記撮影可能領域まで繰り出されたとき動力伝達を切断し、
上記動力断続機構が動力伝達を切断しているとき上記撮影レンズ系を上記撮影可能領域内において手動で移動させることができる手動操作部材を有し、
上記撮影レンズ系が撮影可能領域にあるとき上記切り換え操作部材が収納側に切り換えられることにより、上記電動力は収納側に向かう動力を発生させ、上記動力断続機構は動力を伝達することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
上記手動操作部材はズーム操作部材であって、電動力による撮影レンズ系の収納領域の一端は上記ズーム操作部材によるズーム範囲の一端に連続している請求項１記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
上記ズーム操作部材を手動で操作しても収納領域の一端に連続するズーム範囲の一端から収納領域に入ることができないように、上記ズーム操作部材の規制機構が設けられている請求項２記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
上記ズーム操作部材の規制機構は、上記ズーム操作部材に設けられている突起と、この突起の進路上に進出する動力断続機構の一部とで構成されている請求項３記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
上記切り換え操作部材は撮影装置の電源スイッチと兼用されていて、上記電源スイッチがオンされることにより電動力で撮影可能領域まで繰り出される請求項１乃至４のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
上記電源スイッチがオフされると、動力断続機構が動力伝達を接続し、動力伝達機構が電動力により駆動されて撮影レンズ系が撮影装置本体内に収納される請求項５記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
上記動力伝達機構は歯車列で構成され、この歯車列中に動力断続機構が組み込まれている請求項１乃至６のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
上記動力断続機構は、アクチュエータとして自己保持型ソレノイドを有し、この自己保持型ソレノイドの動作によって歯車列の一部をスライドさせ、上記動力伝達機構による動力伝達の接続位置と切断位置を無給電で保持する請求項７記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
上記ズーム操作部材は人体接触検知部を有し、この人体接触検知部から一定時間検出信号が出力されない場合は上記動力伝達機構が電動力により駆動されて撮影レンズ系が撮影装置本体内に収納される請求項２，３または４記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
本体内に収納可能なレンズ鏡筒を有し、このレンズ鏡筒を撮影領域まで繰り出すことによって撮影可能になる撮影装置であって、上記レンズ鏡筒は請求項１乃至９のいずれかに記載のレンズ鏡筒である撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動力によって撮影装置本体に収納可能であるとともに、撮影領域では手動操作を可能にしたレンズ鏡筒およびこのレンズ鏡筒を具備する撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラを初めとして、各種撮影装置においては、撮影レンズとして焦点距離を連続して変更可能なズームレンズの装着が一般化しており、さらに、ズームレンズの高性能化、小型化が要求されている。特にデジタルカメラにおいては、小型化が進展し、撮影時以外はレンズ鏡筒がカメラ本体内に収納される、いわゆる沈胴式の撮影レンズを組み込んだものが大半を占めている。
【０００３】
沈胴式のズームレンズ鏡筒を備えたコンパクトカメラの多くは、沈胴動作および撮影可能領域でのズーミング動作の全てを、スイッチ操作により電動で行うようになっている。その他のレンズ鏡筒の動作方式として、沈胴位置と撮影可能な位置の切り換えを手動操作で行うものや、一眼レフカメラに見られるように、ズーミング動作を手動で行うことができるようにしたものなど、各種の動作方式が採用されている。
【０００４】
特許文献１には、オートフォーカス用駆動手段とズーミング用駆動手段を兼用させ、ズーミング動作の起動スイッチが操作されると、オートフォーカス用駆動手段がズーミングのために動作するようにして、レンズ鏡筒の小型軽量化、駆動装置の有効利用を図ったレンズ鏡筒およびカメラシステムが記載されている。特許文献１記載の発明によれば、ズーミング動作を行うための高出力モータをオートフォーカス駆動にも使用するため、全体の消費電力が増大する難点がある。
【０００５】
特許文献２には、レンズ交換可能な沈胴式カメラが記載されている。このカメラは、ボディ側にレンズ鏡筒を着脱可能にするための装着装置としてボディ側マウントを備えている。上記装着装置は、光軸周りでの回転を阻止しかつ光軸方向に進退可能に設けられ、上記装着装置の光軸方向への進退によってレンズ鏡筒をカメラボディ内に収納するように構成されている。また、カメラ本体部分に設けたズームモータによってズーミングを行うようになっている。特許文献２記載の発明によれば、レンズの繰り出し位置でレンズ鏡筒の着脱を行う必要があり、かつ、収納状態ではレンズ鏡筒の厚みをカメラ本体の厚みと同じにする必要があるため、ズーム倍率を大きくすることができないという難点がある。
【０００６】
特許文献３には、撮影に適した第１の状態すなわち撮影レンズ系が撮影可能な位置に繰り出した状態と、携帯に適した第２の状態すなわちいわゆる沈胴した状態とを、手動操作によって切り換え可能としたカメラおよびレンズが記載されている。そして、上記第１、第２の状態のいずれであるかを検出する収納検知スイッチを具備し、上記第２の状態にあるときはライブビュー動作を停止し撮影動作を不能として、電力の浪費を防止するように構成されている。特許文献３記載の発明によれば、電源スイッチをオンにするだけでは撮影することができず、手動操作によってレンズ鏡筒が撮影可能な位置に繰り出した状態になっている必要があり、操作が面倒であるとともにシャッタチャンスを逃す恐れがある。また、上記電源スイッチをオフするだけではレンズ鏡筒が沈胴せず、手動操作で沈胴させる必要があって、操作が面倒である。
【０００７】
以上説明した各特許文献記載の発明を含む従来のレンズ鏡筒および撮影装置においては、ズーミングを電動力で行うようにしたいわゆるパワーズーム方式と、手動で行う方式がある。パワーズーム方式は、例えばズームレバーを望遠側に操作するか又は広角側に操作するかによってズームモータを正転又は逆転させ、変倍レンズを望遠側又は広角側に向かって駆動するようになっている。しかし、パワーズーム方式によれば、停止位置を微妙に調整することが難しく、ユーザーが望む位置に停止させるまでにズームレバーを望遠側と広角側に何度か繰り返し操作しなければならない、といった難点がある。その点、手動操作で行うズーミングによれば、ユーザーが望む位置に迅速に停止させることができる。
【０００８】
そこで、レンズ鏡筒がカメラ本体に収納された状態から撮影可能な位置まで駆動される領域を「収納領域」としたとき、この収納領域では電動力で駆動し、撮影可能な領域（以下、この領域を「撮影領域」という）での例えばズーミング動作を手動で行うようにしたレンズ鏡筒および撮影装置が考えられる。「収納領域」では、ズーミング操作部材を含むレンズ鏡筒のほぼ全体を撮影装置本体内に収納することが望ましく、手動による操作は困難であるため、上記のように電動力で駆動するように構成される。このように構成されたレンズ鏡筒および撮影装置によれば、レンズ鏡筒をカメラ本体内に沈胴させようとすると、手動操作でレンズ鏡筒を沈胴開始端まで移動させ、その後、例えば電源スイッチをオフにするなどの操作を行う必要があり、沈胴操作が煩雑になる難点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上説明した従来技術の実情に基づいて発想されたもので、収納領域では撮影レンズ系を電動力で駆動し、撮影領域では手動で撮影レンズ系を駆動することができるようにするとともに、撮影レンズ系が撮影領域のどこにあっても、いわゆる沈胴動作を迅速に行うことができるようにしたレンズ鏡筒および撮影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】
【００１０】
本発明は、
撮影装置本体に収納可能なレンズ鏡筒であって、
撮影装置本体の収納領域に収納された状態と撮影可能領域まで繰り出された状態とを切り換える切り換え操作部材と、
電動力により駆動され撮影レンズ系を撮影可能領域と収納領域との間で移動させる動力伝達機構と、
上記動力伝達機構による動力伝達を断続する動力断続機構と、を有し、
上記動力断続機構は、上記切り換え操作部材の操作で上記撮影レンズ系が撮影可能領域まで繰り出されたとき動力伝達を切断し、
上記動力断続機構が動力伝達を切断しているとき上記撮影レンズ系を撮影可能領域内において手動で移動させることができる手動操作部材を有し、
上記撮影レンズ系が撮影可能領域にあるとき上記切り換え操作部材が収納側に切り換えられることにより、上記電動力は収納側に向かう動力を発生させ、上記動力断続機構は動力を伝達する
ことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
レンズ鏡筒が撮影装置本体に収納された状態において、切り換え操作部材が操作されて電動力により撮影レンズ系が撮影可能領域まで駆動されると、手動操作部材を操作することによって撮影レンズ系を手動で移動させることができる。撮影レンズ系が撮影領域にあるとき切り換え操作部材が収納側に切り換えられると、撮影レンズ系のいわゆる沈胴動作が電動力によって行われ、手動操作を行うことなく迅速に沈胴される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るレンズ鏡筒および撮影装置の実施例の動作を示すシーケンス図である。
【図２】本発明に係るレンズ鏡筒の実施例が撮影装置に収納された状態を示す斜視図である。
【図３】上記レンズ鏡筒が撮影可能領域まで繰り出されている状態を示す斜視図である。
【図４】上記レンズ鏡筒が撮影可能領域まで繰り出されている状態を示す縦断面図である。
【図５】上記実施例における大回転筒と小回転筒の部分を示す斜視図である。
【図６】上記実施例に係るレンズ鏡筒が収納された状態を示す縦断面図である。
【図７】上記実施例に係るレンズ鏡筒が撮影可能な広角端の態勢まで繰り出された状態を示す縦断面図である。
【図８】上記実施例に係るレンズ鏡筒が撮影可能な望遠端の態勢まで繰り出された状態を示す縦断面図である。
【図９】上記実施例に係るレンズ鏡筒の一部と動力伝達機構部分を示す斜視図である。
【図１０】上記レンズ鏡筒の一部と動力伝達機構部分の別の動作態様を示す斜視図である。
【図１１】上記実施例に係るレンズ鏡筒中の回転筒を示す斜視図である。
【図１２】上記動力伝達機構を動力断続機構とともに示す斜視図である。
【図１３】上記動力伝達機構と動力断続機構を別の角度から示す斜視図である。
【図１４】上記動力伝達機構中の動力断続機構を主体として示す斜視図である。
【図１５】上記動力伝達機構と動力断続機構の別の動作態様を図１３に示す角度と同じ角度から示す斜視図である。
【図１６】上記動力伝達機構と動力断続機構を回転筒とともに示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるレンズ鏡筒および撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１４】
まず、図１を参照しながら、本発明に係るレンズ鏡筒および撮影装置の実施例の概要を説明する。本実施例に係る撮影装置は、デジタルカメラに代表されるカメラである。このカメラに装着されているレンズ鏡筒は、カメラ本体内に収納可能ないわゆる沈胴式のレンズ鏡筒であり、かつ、撮影可能領域においてはズーミング可能なレンズ鏡筒である。図１では、レンズ鏡筒をカメラ本体内に収納するための動作領域を「収納領域」とし、ズーミング可能な領域を「撮影領域」としている。上記収納領域の一端であってレンズ鏡筒が最終端まで収納された位置をＲで表している。また、上記撮影領域の一端はズーミングの広角端になっており、この広角端をＷで表している。撮影領域の他方の端はズーミングの望遠端になっており、この望遠端をＴで表している。上記広角端Ｗは、上記収納領域の他方の端に連続している。図１の上から下に向かって時間ｔが経過するものとし、各動作ステップをＳ１、Ｓ２、・・・のように表している。
【００１５】
いま、レンズ鏡筒が最終端まで収納された位置Ｒにおいてカメラの電源スイッチがオンされたとする（Ｓ１）。上記電源スイッチがオンすることにより、後で詳細に説明する動力伝達機構に組み込まれた動力断続機構が接続され（Ｓ２）、かつ、駆動源であるモータが起動され、電動力によってレンズ鏡筒が駆動されてカメラ本体から繰り出される（Ｓ３）。レンズ鏡筒が収納領域の他方端でありかつ撮影領域の一端である広角端Ｗに達すると、上記動力断続機構が作動し上記動力伝達機による動力伝達が切断される（Ｓ４）。よって、電動力によるレンズ鏡筒の駆動が停止するとともに、手動操作によって撮影レンズ系を移動させることが可能になる。
【００１６】
撮影領域においては、手動操作により広角側から望遠側に向かって撮影レンズ系を移動させることができ（Ｓ５）、逆に、望遠側から広角側に向かって撮影レンズ系を移動させることができる（Ｓ６）。手動操作によってズーミングを行うようになっているため、ユーザーは意図した位置に迅速にズーミングすることが可能である。撮影レンズ系を撮影領域の広角端Ｗまで移動させ、電源スイッチをオフにすると（Ｓ７）、上記動力断続機構が作動して上記動力伝達機構が接続され（Ｓ８）、かつ、駆動源であるモータが起動される。モータによる駆動の向きは、収納領域から撮影領域への駆動時とは逆向きであり、電動力によってレンズ鏡筒が駆動されてカメラ本体内に繰り込まれる（Ｓ９）。レンズ鏡筒が最終端まで収納された位置Ｒにおいて電動力による駆動が停止し、いわゆる沈胴動作が完了する。
【００１７】
本発明の実施例は、以上説明した動作のほか、以下のような動作をするように構成されている。すなわち、撮影レンズ系が撮影領域にあれば、どの位置にあっても、電源スイッチをオフにすることによって、電動力によってレンズ鏡筒を収納位置に移動させることができるようになっている。図１において、撮影レンズ系が撮影領域の任意の位置にあるとき電源スイッチをオフにすると（Ｓ１１）、上記動力断続機構が作動して上記動力伝達機構が接続され（Ｓ１２）、かつ、駆動源であるモータが逆向きに起動され、電動力によってレンズ鏡筒が駆動されてカメラ本体内に繰り込まれる（Ｓ１３）。レンズ鏡筒が最終端まで収納された位置Ｒにおいて電動力による駆動が停止し、いわゆる沈胴動作が完了する。
【００１８】
本発明の実施例の特徴は、上記のように、撮影レンズ系が撮影領域のどの位置にあっても、電源スイッチをオフにすることによって、電動力によりレンズ鏡筒が沈胴されるように構成されている点にある。したがって、レンズ鏡筒を沈胴させるとき、手動操作によって撮影レンズ系を広角端まで移動させ、次に電源スイッチをオフにする、というような面倒な操作をしなくても、電源スイッチをオフにするだけで沈胴させることができる。
【００１９】
なお、図１に示す例では、撮影領域の広角端が収納領域の一端に連続しているが、撮影レンズ系の設計仕様によっては、撮影領域の望遠端が収納領域の一端に連続することもあり得る。
【００２０】
次に、図１に示すような動作を実現するレンズ鏡筒の実施例について説明する。
図２乃至図６において、符号１７はレンズ鏡筒のベース部材を示している。ベース部材１７は固定筒１０を備えていて、固定筒１０とともにカメラ本体すなわち撮影装置本体１００内に組み込まれている。固定筒１０の内周側には大回転筒１５が嵌められ、大回転筒１５の内周側にはその後端側（図において右端側）から円筒形状の大直進ガイド１６が嵌められている。固定筒１０の内周面には比較的ピッチの大きい雌型のヘリコイド１０３が形成されるとともに、中心軸線と平行に直進溝１０１が複数個所に形成されている。上記ヘリコイド１０３には、大回転筒１５の後端部外周に突出して形成された雄型のヘリコイド（図示されず）が嵌っている。上記雄型のヘリコイドは、極短い突形のヘリコイドで、大回転筒１５の周方向の複数個所に形成されている。
【００２１】
大回転筒１５はズーム操作部材であって、電動力によって回転駆動されるとともに、鏡筒が撮影領域まで繰り出されている状態では手動操作によって回転駆動することができるように構成されている。そこで次に、大回転筒１５を電動力で回転駆動するための動力伝達機構および大回転筒１５を手動操作によって回転駆動することができるようにするための動力断続機構の具体的な構成について説明する。
【００２２】
大回転筒１５の後端部外周には、図１０、図１１、図１６に示すようにラック１５１が形成されている。このラック１５１には、モータによって回転駆動されるピニオン２０９が噛み合っている。ピニオン２０９は、図９乃至図１６に示すように構成された動力伝達機構２００によって回転駆動されるようになっている。図９乃至図１６において、動力伝達機構２００は、駆動源としてのモータ２０１を有し、モータ２０１の出力軸にはウォーム２０２が固着されている。このウォーム２０２の回転力は、ウォーム輪２０３、ウォーム輪２０３と一体の歯車２０４、この歯車２０４と噛み合う大径歯車２０５、この歯車２０５と一体の小径歯車２０６、歯車２０６と噛み合う大径歯車２０７、歯車２０７と一体の小径歯車２０８、この歯車２０８と噛み合う上記ピニオン２０９に伝達されるようになっている。上記ウォーム２０２からピニオン２０９に至る歯車列が動力伝達機構２００を構成していて、モータ２０１が正逆回転制御されることによりピニオン２０９が正逆回転駆動され、この駆動力がラック１５１に伝達されて大回転筒１５がその中心軸線の周りに正逆回転駆動されるように構成されている。
【００２３】
上記歯車列中に動力断続機構３００が組み込まれている。動力断続機構３００は、一体に形成された上記大径歯車２０５および小径歯車２０６と、これらの歯車２０５，２０６を回転可能かつ軸に沿って摺動可能に保持する固定軸３０２と、固定軸３０２に摺動可能に支持されている平面形状Ｕ字形のフレーム３０１と、フレーム３０１を固定軸３０２に沿って一方向に向かって付勢するコイルばね３０３と、アクチュエータ３０５を有することによって構成されている。固定軸３０２がフレーム３０１の両側の壁を貫通することによってフレーム３０１が固定軸３０２に沿って摺動することができ、フレーム３０１の上記両側の壁の間に歯車２０５，２０６が位置している。したがって、フレーム３０１が固定軸３０２に沿って移動すると、歯車２０５，２０６もフレーム３０１とともに固定軸３０２に沿って移動するようになっている。
【００２４】
固定軸３０２の一端側の外周にはコイルばね３０３が嵌められていて、コイルばね３０３の弾性力でフレーム３０１の一方の側壁が押され、フレーム３０１が図１３、図１５、図１６において右方に、図１２、図１４においては左方に向かって付勢されている。図１３は、コイルばね３０３の弾性力でフレーム３０１および歯車２０５，２０６が移動し、歯車２０６と歯車２０７が噛み合った態様を示している。図１５はコイルばね３０３の弾性力に抗してフレーム３０１および歯車２０５，２０６が移動し、歯車２０６と歯車２０７の噛み合いが外れた状態を示している。
【００２５】
上記アクチュエータ３０５として、この実施例では直線的に動作するとともに、一方向に向かって動作するとその動作態様が保持され、他方に向かって動作するとその動作態様が保持される自己保持型ソレノイドが用いられている。前述の「収納領域」では、図１３、図１５、図１６に示すように、フレーム３０１および歯車２０５，２０６が付勢力により移動して歯車２０６と歯車２０７の噛み合い、モータ２０１を駆動源とする電動力が大回転筒１５のラック１５１に伝達され、大回転筒１５が電動力で回転駆動される。
【００２６】
図１について説明したように、大回転筒１５が収納領域の一方側の端である撮影領域の広角端Ｗに至ると、これをリミットスイッチその他適宜の検出手段が検出し、この検出信号でアクチュエータ３０５が逆向きに駆動されてこの逆向きの駆動位置が保持される。アクチュエータ３０５はその出力軸に上記フレーム３０１の一端部を挟み込む鍔状の部材３０６を有していて、この鍔状の部材３０６の移動に伴ってフレーム３０１が歯車２０５，２０６とともに移動するようになっている。アクチュエータ３０５の上記逆向きの駆動位置では、歯車２０６と歯車２０７の噛み合いが外れ、動力伝達機構２００による動力伝達を動力断続機構３００が切断するようになっている。
【００２７】
動力断続機構３００が動力伝達を切断している態様では、大回転筒１５側からの回転力がピニオン２０９、歯車２０８，２０７に伝達されてこれらが空転するだけであるから、大回転筒１５を大きな抵抗がない状態で手動により回転操作することができる。この手動による大回転筒１５の回転操作範囲が前述の「撮影領域」である。この「撮影領域」において撮影装置の切り換え操作部材、例えば電源スイッチがオフに切り換えられると、モータ２０１が逆向きに駆動されてレンズ鏡筒を収納側に向かって駆動する向きに動力を発生させる。また、動力断続機構３００のアクチュエータ３０５は、動力伝達機構２００が電動力を伝達することができるように、フレーム３０１および歯車２０５，２０６をコイルばね３０３による付勢の向きと同じ向きに移動させる。
【００２８】
動力伝達機構２００および動力断続機構３００を構成するモータ２０１、アクチュエータ３０５、固定軸３０２、その他の歯車を指示する軸は、レンズ鏡筒のベース部材に取り付けられている。
【００２９】
図２乃至図８に戻ってレンズ鏡筒の構成の説明を続ける。上記ピニオン２０９がモータ２０１によって回転駆動されると、大回転筒１５の前記ヘリコイドが固定筒１０のヘリコイド１０３に案内されることにより大回転筒１５が固定筒１０内において中心軸線周りに回転しながら中心軸線方向（以下「光軸方向」という）前後に移動するようになっている。上記ピニオン２０９は、大回転筒１５が前後に移動してもラック１５１との噛み合いが外れないように軸方向の寸法が長くなっている。
【００３０】
前記大直進ガイド１６は後端部に半径方向外側に向かって突出した複数個の突起を有していて、これらの突起は固定筒１０の直進溝１０１に嵌まっている。したがって、大直進ガイド１６は直進溝１０１にガイドされて中心軸線方向に直進移動することができる。大回転筒１５の内周面には、直進溝が複数本、それぞれ光軸と平行に形成されている。上記各直進溝は大回転筒１５の前端部において周方向に形成された溝に連続している。大直進ガイド１６の前端部外周面には上記直進溝に対応する数の突起が形成されている。これらの突起は上記各直進溝に沿って挿入されたあと、大回転筒１５と大直進ガイド１６が中心軸線周りに相対回転させられることにより、各突起が直進溝に続く上記周方向の溝に嵌まっている。したがって、大直進ガイド１６は、上記各突起が上記周方向の溝に嵌まることによって、大回転筒１５と一体的に中心軸線方向に移動するようになっており、また、中心軸線周りには大回転筒１５に対して相対回転可能になっている。大直進ガイド１６の前端部内周面には雌型のヘリコイド１６３が形成されている。
【００３１】
大直進ガイド１６を第１の回転筒とすると、この第１の回転筒である大直進ガイド１６の内周側には第２の回転筒である小回転筒１２が嵌められている。図４、図５に示すように、小回転筒１２の後端部外周面には雄型のヘリコイド１２１が形成され、このヘリコイド１２１形成部の一部に適宜数の円柱状のピン１２３（図５参照）が立てられている。図４に示すように、上記ヘリコイド１２１は大直進ガイド１６のヘリコイド１６３と噛み合い、上記ピン１２３は、大直進ガイド１６の周壁に形成された逃げ溝を貫通して大回転筒１５の直進溝に嵌まっている。したがって、大回転筒１５が光軸周りに回転すると、この回転力が直進溝１５２からピン１２３に伝えられ、小回転筒１２が大回転筒１５とともに光軸周りに回転するようになっている。大直進ガイド１６に対して小回転筒１２が回転することにより、上記ヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いによって小回転筒１２が光軸方向に進退するようになっている。上記ピン１２３は、小回転筒１２の回転によりヘリコイド１２１とヘリコイド１６３とのピッチに対応して回転しつつ移動するので、ピン１２３が大直進ガイド１６と干渉しないように、上記逃げ溝は、ヘリコイド１２１およびヘリコイド１６３のピッチと同じピッチで、かつ、上記ピン１２３から離間するようにピン１２３の直径よりいくらか幅広に形成されている。
【００３２】
小回転筒１２の内周面には適宜数のカム溝１２４が形成されている。小回転筒１２の内周側には第１レンズ群１を保持したリング状の第１レンズ枠１１が嵌められている。レンズ枠１１の後端部外周にはピン状のカムフォロワ１１１が適宜数立てられていて、それぞれのカムフォロワ１１１は上記カム溝１２４に嵌まっている。レンズ枠１１の内周側には円筒形の小直進ガイド１３が嵌められている。小直進ガイド１３の後端部外周にはガイド突起が半径方向外方に突出して形成され、このガイド突起は、大直進ガイド１６の内周面に形成された光軸方向の直進溝に嵌まっている。したがって、小直進ガイド１３は大直進ガイド１６に対しては光軸方向に相対移動可能であるが、大直進ガイド１６と同様に光軸周りに回転することはできない。
【００３３】
小直進ガイド１３の外周面には適宜数の直進溝が光軸と平行に形成されている。レンズ保持枠１１の内周面側には上記直進溝に嵌り合う図示されない突起が形成されている。したがって、レンズ保持枠１１は小直進ガイド１３に対し光軸方向に相対移動可能になっている。また、小回転筒１２が光軸周りに回転すると、そのカム溝１２４に対するレンズ保持筒１１のカムフォロワ１１１の嵌合位置が連続的に変動し、レンズ保持筒１１がカム溝１２４の側壁に押されて光軸方向に移動するようになっている。レンズ保持筒１１の前端には、不使用時にレンズ前面を塞いでレンズを保護するバリヤユニット１８が固定されている。
【００３４】
小直進ガイド１３の内周側にはカム筒１４が嵌められている。カム筒１４の後端には一対の突起（図示されず）が半径方向外側に突出して形成されている。これらの突起は、小回転筒１２の後端に形成されている切り込み（図示されず）に嵌まっていて、カム筒１４は小回転筒１２と一体的に光軸周りに回転し、また、光軸方向に移動可能となっている。図７に示すように、カム筒１４には光軸方向前側にカム溝１４２が、光軸方向後ろ側にカム溝１４３が形成されている。カム筒１４の内周側には、前側に第２レンズ枠２１が、後ろ側にシャッタユニット３１がそれぞれ相対回転可能に、かつ、光軸方向に相対移動可能に嵌められている。
【００３５】
第２レンズ枠２１は第２レンズ群２を保持している。第２レンズ枠２１の外周には適宜数のピン状のカムフォロワ２１１が立てられ、シャッタユニット３１の外周には適宜数のピン状のカムフォロワ３１１が立てられている。第２レンズ枠２１のカムフォロワ２１１はカム筒１４のカム溝１４２を貫通し、さらに、小直進ガイド１３の内周面に形成されている直進溝１３５（図７参照）に嵌まっている。したがって、カム筒１４が回転すると、カムフォロワ２１１が嵌まっている上記カム溝１４２と小直進ガイド１３の直進溝との交差位置が光軸方向に移動し、第２レンズ枠２１が光軸方向に移動するように構成されている。シャッタユニット３１のカムフォロワ３１１はカム筒１４のカム溝１４３を貫通し、さらに、小直進ガイド１３の内周面に形成されている直進溝に嵌まっている。したがって、カム筒１４が回転すると、カムフォロワ３１１が嵌まっている上記カム溝１４３と小直進ガイド１３の直進溝１３６（図７参照）との交差位置が光軸方向に移動し、シャッタユニット３１が光軸方向に移動するように構成されている。
【００３６】
ここまで説明してきたレンズ鏡筒は、沈胴式のズームレンズを構成している。そこで、収納状態から、各部材を撮影可能な状態まで繰り出す動作、さらに、撮影可能な状態における前記広角端Ｗから望遠端Ｔまでの間の動作について説明しておく。
【００３７】
前述のモータ２０１が駆動され、モータ２０１の回転駆動力が動力伝達機構２００を介して大回転筒１５に伝達されると、大回転筒１５はそのヘリコイドが固定筒１０のヘリコイド１０３にリードされて光軸方向に移動する。大回転筒１５の内周側に嵌められている大直進ガイド１６は、突起が固定筒１０の直進溝１０１に嵌まっているため、また、前述のとおり光軸方向には大回転筒１５と一体であるから、光軸周りに回転することなく大回転筒１５の光軸方向への移動と共に光軸方向に移動する。大回転筒１５の内周面に形成されている直進溝には、小回転筒１２に立てられ、かつ、大直進ガイド１６の逃げ孔を貫通しているピンが嵌まっているため、大回転筒１５が回転することによりこの回転力が小回転筒１２に伝達され、小回転筒１２も光軸周りに回転する。小回転筒１２が回転すると、そのヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いにより小回転筒１２は光軸方向に進退する。
【００３８】
小回転筒１２の内周側には、第１レンズ枠１１、小直進ガイド１３、カム筒１４がこの順に嵌められている。カム筒１４は小回転筒１２に実質的に一体に結合されている。小直進ガイド１３は、そのガイド突起が大直進ガイド１６の直進溝に嵌まることにより、大直進ガイド１６に対して光軸方向に直進することができるが、光軸周りに回転することはできない。小回転筒１２が光軸周りに回転すると、カムフォロワ１１１が小回転筒１２のカム溝１２４に嵌まり、かつ、小直進ガイド１３の直進溝で回転止めがなされている第１レンズ枠１１が、カム溝１２４によって光軸方向に移動させられる。
【００３９】
また、小回転筒１２と共にカム筒１４が回転すると、そのカム溝１４２を貫通しかつ小直進ガイド１３の直進溝１３５に嵌まっている第２レンズ枠２１のカムフォロワ２１１が光軸方向に移動し、これと共に第２レンズ枠２１が光軸方向に移動する。同様に、カム溝１４３を貫通しかつ小直進ガイド１３の直進溝１３６に嵌まるシャッタユニット３１のカムフォロワ３１１が光軸方向に移動し、これと共にシャッタユニット３１が光軸方向に移動する。
【００４０】
図２、図４は、固定枠１０を除く他の部材が固定枠１０の方に向かって後退し、第１レンズ保持筒１１、小回転筒１２、大回転筒１５の前端面がほぼ同一面をなしてコンパクトに収納された状態を示している。この収納状態では、バリヤユニット１８がバリヤを閉じ、レンズを保護している。この実施例におけるレンズ構成は、前述の第１レンズ群１と第２レンズ群２のほかに、図７、図８に示すように第３レンズ群３、第４レンズ群４を備えているが、上記収納状態では、第３レンズ群３、第４レンズ群４は光軸外に退避して、レンズ鏡筒およびこのレンズ鏡筒を備えたカメラなどのコンパクト化に寄与する構成になっている。
【００４１】
上記収納状態から撮影可能な状態にすべく前記モータ２０１が起動されると、モータ２０１の回転力が動力伝達機構２００を介してラック１５１に伝達されて大回転筒１５が回転駆動される。大回転筒１５はその回転によりヘリコイドが固定筒１０のヘリコイドにリードされて光軸方向前方に繰り出し、大直進ガイド１６も光軸方向前方に直進する。大回転筒１５の回転により小回転筒１２も前述のとおり光軸周りに回転し、小回転筒１２はそのヘリコイド１２１と大直進ガイド１６のヘリコイド１６３との噛み合いにより光軸方向前方に繰り出す。また、小回転筒１２と一体的にカム筒１４も回転しながら光軸方向に繰り出し、小回転筒１２の光軸方向への繰り出しに伴って小直進ガイド１３が光軸方向前方に向かって直進する。小回転筒１２が光軸周りに回転しながら光軸方向に繰り出すことにより第１レンズ枠１１が光軸方向に繰り出す。カム筒１４が回転しながら光軸方向に繰り出すことにより、そのカム溝１４２，１４３の側壁が第２レンズ枠２１、シャッタユニット３１のカムフォロワ２１１，３１１を押し、第２レンズ枠２１およびシャッタユニット３１を光軸方向に繰り出す。図４、図７は、このようにして、第１レンズ群１、第２レンズ群２が光軸方向に繰り出し、また、第３レンズ群３、第４レンズ群４が光軸上に進出して撮影可能な態勢に至った状態を示している。図３はこのときの外観を示しており、バリヤユニット１８がバリヤを開いている。
【００４２】
図４、図７に示す各レンズ群の位置は、撮影可能な最も短い焦点距離位置、すなわち図１について説明した収納領域の終端でありかつこの収納領域の終端に連続する撮影領域の一端である広角端Ｗである。電動力によって収納領域からその終端である広角端Ｗに至ることにより、動力伝達機構２００を構成する前記歯車列中に組み込まれている動力断続機構３００が、アクチュエータ３０５の動作により動力伝達機構２００による動力伝達を切断する。動力伝達機構２００中に、上記のように動作する動力断続機構３００を組み込んだことが本実施例の特徴である。動力断続機構３００により、動力伝達機構２００による動力伝達が切断されることにより、大回転筒１５を手動で操作することができる。
【００４３】
大回転筒１５は、前記「収納領域」では撮影装置本体１００内に退避しているから、手動で操作することは難しく、よって、電動力により駆動されて撮影装置本体１００に対して進退するように構成されている。大回転筒１５が「撮影領域」まで繰り出されると、固定筒１０から撮影装置本体１００の外方に露出するため、大回転筒１５は手動により回転操作可能になる。そこで、大回転筒１５が「撮影領域」まで繰り出されると、大回転筒１５を手動で操作することができるように、動力断続機構３００が動力伝達機構２００による動力伝達を切断する。大回転筒１５を手動操作すると、ピニオン２０９、歯車２０８，２０７までが空転し、歯車２０６からウォーム２０２に至る歯車列は回転しないから、大回転筒１５を程よい駆動力で回転操作することができる。大回転筒１５は、撮影領域ではズーム操作部材として機能するため、大回転筒１５を手動により回転操作することにより、手動によるズーミングが可能であり、ユーザーの意図したズーム位置に迅速に移動させることができる。
【００４４】
手動によるズーミング操作を容易にするために、大回転筒１５の前端部外周にローレット加工などによる凹凸を形成するとよい。大回転筒１５の前端部外周に凹凸があることによって操作時の滑り止めになるとともに、手動操作のために指を当てる部分が明確になり、操作性が向上する。
【００４５】
手動操作によってズーミングを行う従来のカメラにおいては、撮影が終わってレンズ鏡筒をカメラ本体内に沈胴させようとする場合、レンズ鏡筒を撮影領域の一端でありかつ収納領域の一端である広角端Ｗまで移動させ、次に切り換え部材としての例えば電源スイッチをオフにする。電源スイッチのオフによりモータ２０１が逆向きに駆動され、動力伝達機構２００が逆向きに駆動され、大回転筒１５が逆向きに駆動されてレンズ鏡筒がカメラ本体内に収納される。
【００４６】
本発明の図示の実施例によれば、電源スイッチがオフになると、モータ２０１が逆向きに駆動され、かつ、動力断続機構３００のアクチュエータ３０５が通電制御されて、フレーム３０１をコイルばね３０３による付勢方向に移動させ、動力伝達機構２００が動力を伝達するように切り換えられ、これにより上記の電動力による沈胴動作が行われるようになっている。
【００４７】
したがって、本発明の図示の実施例によれば、レンズ鏡筒を収納領域の一端である広角端Ｗまで移動させなくても、撮影領域の任意の位置においても、切り換え部材としての例えば電源スイッチをオフにすることによってレンズ鏡筒をカメラ本体内に沈胴させることができる。上記電源スイッチがオフになると、上記の動作と同様に、モータ２０１が逆向きに駆動されて動力伝達機構２００が逆向きに駆動され、大回転筒１５が逆向きに駆動されてレンズ鏡筒がカメラ本体内に収納される。
【００４８】
このように、撮影領域におけるズーミングは手動で行うようにして迅速かつ意図したズーミングを可能にしながら、沈胴させる場合は、撮影領域のどの位置にあっても切り換え操作部材の操作によって、電動力による沈胴が行われるように構成されている。よって、撮影を終了した後の沈胴操作が簡単であるとともに、迅速な沈胴が可能になった。
【００４９】
上記のように、撮影領域のどの位置からでも電動力によって沈胴を可能にしているため、沈胴動作に要する大回転筒１５の回転角度、したがって、モータ２０１による回転駆動量がその都度異なる。そこで、大回転筒１５の回転位置を常時検出することができるように、例えば、ロータリーエンコーダ、あるいはラック１５１の歯数を係数するセンサなどを用い、切り換え操作部材の操作による沈胴指令が出された位置から、沈胴が完了するまでに要するモータ２０１の回転数を演算し、演算結果に基づいてモータ２０１の回転を制御するようにするとよい。その場合、演算結果に基づいてモータ２０１の回転を精度よく制御する必要があるため、例えばモータ２０１をステッピングモータとし、モータ２０１を駆動するパルスの数で回転を制御するようにしてもよい。あるいは、図１３に示すように、モータ２０１の回転出力軸に、放射状に等間隔で形成したフィン２１０を固着し、このフィン２１０を光学的にあるいは磁気的に検出して積算することにより回転数を演算するようにしてもよい。さらには、大回転筒１５が収納位置の終端に至ることによってこれをリミットスイッチが検出し、この検出信号でモータ２０１の駆動を停止するようにしてもよい。
【００５０】
大回転筒１５が電動力で収納領域から撮影領域の一端である広角端Ｗまで駆動されたとき、動力断続機構３００が動力伝達機構２００による動力伝達を切断するとともに、手動操作によって大回転筒１５を収納領域に向かって操作することができないようにする必要がある。電動力による収納領域での動作と、手動操作による撮影領域での動作を明確に区別するためである。そこで、ズーム操作部材である大回転筒１５が、これを手動で操作しても撮影領域の一端から収納領域に入ることができないように、大回転筒１５の規制機構が設けられている。
【００５１】
図１１に示すように、大回転筒１５の後端部外周に、上記規制機構の一部をなす突起１５５が設けられている。また、動力断続機構３００を構成するフレーム３０１には、フレーム３０１がアクチュエータ３０５によってコイルばね３０３の付勢力に抗して移動させられたとき、すなわち、大回転筒１５が電動力で沈胴位置から上記広角端Ｗまで駆動されたとき、上記大回転筒１５の突起１５５の移動経路直後に進出する突起３１０が形成されている。フレーム３０１の一部である上記突起３１０は大回転筒１５の突起１５５とともに上記規制機構の一部を構成している。図１６に示すように、上記突起３１０の大回転筒１５の突起１５５との対向面３１１が上記突起１５５に当たることによって、レンズ鏡筒を上記広角端Ｗから撮影装置内に収納する向きに戻すことを阻止している。さらに付言すれば、撮影領域であれば、上記広角端Ｗであっても、電源スイッチなどの切り換え操作部材を収納側（沈胴側）に切り換えると、動力断続機構３００のアクチュエータ３０５が逆向きに駆動されかつこの駆動位置が保持され、動力伝達機構２００が電動力を伝達することができるように切り換えられる。また、大回転筒１５の突起１５５の移動経路からフレーム３０１の突起３１０が退避し、電動力によるレンズ鏡筒の収納を可能にする。
【００５２】
動力断続機構３００のアクチュエータ３０５として自己保持型ソレノイドを用いたことにより、アクチュエータ３０５は起動時にのみ通電すればよく、動作位置を保持するための通電は不要であるから、電力の消費を軽減することができる。もっとも、アクチュエータ３０５として、回転モータあるいはリニアモータを用いてもよいし、適宜形式の駆動源を用いてもよい。
【００５３】
レンズ鏡筒を収納領域と撮影領域との間で切り換える切り換え操作部材を、実施例では電源スイッチが兼ねているものとして説明したが、電源スイッチとは別の専用の切り換え部材を採用してもよい。また、切り換え操作部材を電源スイッチが兼ねる場合、電源スイッチの操作形式は任意である。例えば、一つの操作スイッチを備え、この操作スイッチを１回押圧するたびに、オンとオフに交互に切り換えられる形式のものであってもよいし、シーソー形式でオン側とオフ側に切り換えられるようにしたものであってもよい。
【００５４】
ズーム操作部材である大回転筒１５に人体接触検知部を設け、この人体接触検知部から一定時間検出信号が出力されない場合は動力伝達機構２００が電動力により駆動されて撮影レンズ系が撮影装置本体内に収納されるようにするとよい。大回転筒１５に指などの人体の一部が接触することなく一定時間経過することによって撮影装置が不使用の状態にあると判断することができるため、その場合はレンズ鏡筒を沈胴させて、電力の浪費を防止し、レンズ鏡筒が物理的なダメージを受けることを防止する。
【００５５】
上記人体検知部によって、ユーザーが回転環を操作している状態が検知されているときは、動力伝達機構２００の駆動源であるモータ２０１による駆動を停止させるように構成するとよい。こうすることにより、手動操作時のモータ２０１や動力伝達機構２００を構成する歯車などの破損を防ぐことができる。
【００５６】
図２乃至図８に示すレンズ鏡筒の構成は、本発明に適用可能なレンズ鏡筒の一例であって、かかる構成のレンズ鏡筒に限定されない。したがって、レンズ系の全てが光軸上において進退し、沈胴およびズーミングが行われる形式のレンズ鏡筒であってもよい。また、レンズ群の数、レンズの合計枚数、その他レンズ系の仕様は任意である。要するに、沈胴が可能なズームレンズであって、動力伝達機構および動力断続機構を組み込むことが可能なレンズ鏡筒であればよい。
【００５７】
図示の実施例によって得られる効果を以下に列挙する。
レンズ鏡筒の収納状態から撮影状態または撮影状態から収納状態への移行が、撮影装置本体の電源をオン、オフすることにより自動で行われ、撮影状態での広角端から望遠端までの間の移行は手動操作で行われることで、携帯時の収納状態と撮影状態の移行をスムーズに行い、撮影状態においては操作性の向上を図ることができる。
【００５８】
撮影状態の任意の位置から撮影装置本体の電源をオフする操作により、レンズ鏡筒を自動で収納状態へ移行させることができ、レンズ鏡筒および撮影装置の携帯性を向上させることができる。
【００５９】
手動操作では広角端領域と望遠端領域の間しか移行できないように規制機構を設けたことにより、撮影時の操作性の向上を図ることができる。
【００６０】
レンズ鏡筒の収納状態すなわち沈胴時における光軸方向の長さを、撮影領域における広角端での光軸方向の長さよりも短くすることにより、レンズ鏡筒および撮影装置の携帯性の向上を図ることができる。
【００６１】
撮影領域における広角端から望遠端までの移行を手動操作で行うために、レンズ鏡筒部の回転環、具体的には大回転筒を回転させて行わせるように構成したことにより、操作性の向上を図ることができる。
【００６２】
上記回転環に人体検知部を設け、ユーザーが回転環を操作している状態を検知しているときは動力伝達機構の駆動源であるモータの駆動を停止させることにより、手動操作時のモータや動力伝達機構を構成する歯車などの破損を防ぐことができる。
【００６３】
所定の時間が経過しても上記人体検知部に反応が無ければ、レンズ鏡筒を自動的に収納状態に移行させるように構成することにより、電力の浪費を防止し、落下時などにおいてレンズ鏡筒が物理的なダメージを受けることを防止することができる。
【００６４】
収納領域から撮影領域にまたがる全移動範囲の移動位置を、例えば大回転筒の回転位置をエンコーダなどで常時検知することにより、レンズ鏡筒の収納位置が正確に分かり、収納動作のオーバーランによるレンズ鏡筒の破壊を防ぐことができる。
【００６５】
レンズ鏡筒を収納した状態から撮影状態まで、または撮影状態から収納状態までの移行を、撮像装置本体部の電源スイッチのオン、オフ信号を撮像装置本体部からレンズ鏡筒部へ送り、レンズ駆動用モータを駆動して行うようにすることにより、操作性の向上を図ることができる。
【００６６】
レンズ鏡筒を収納した状態から撮影状態まで、または撮影状態から収納状態までの移行を、撮像装置本体部の電源スイッチのオン、オフにより自動で行い、撮影領域での広角端から望遠端までの間の移行は手動操作で行うようにしたため、携帯時のレンズ鏡胴収納状態と撮影状態相互間の移行をスムーズに行うことができ、撮影状態においては操作性の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０    固定筒
１５    ズーム操作部材（手動操作部材、大回転筒）
１５５    規制機構としての突起
１００    撮影装置本体
２００    動力伝達機構（歯車列）
３００    動力断続機構
３０１    フレーム
３０５    アクチュエータ（自己保持型ソレノイド）
３１１    規制機構としての接触面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開平５−２１２３号公報
【特許文献２】特開平９−３３９６９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０３５９９号公報
【図１】
0005807387.tif 000002
【図２】
0005807387.tif 000003
【図３】
0005807387.tif 000004
【図４】
0005807387.tif 000005
【図５】
0005807387.tif 000006
【図６】
0005807387.tif 000007
【図７】
0005807387.tif 000008
【図８】
0005807387.tif 000009
【図９】
0005807387.tif 000010
【図１０】
0005807387.tif 000011
【図１１】
0005807387.tif 000012
【図１２】
0005807387.tif 000013
【図１３】
0005807387.tif 000014
【図１４】
0005807387.tif 000015
【図１５】
0005807387.tif 000016
【図１６】
0005807387.tif 000017