(57)【要約】    【課題】  レンズの位置精度を高く保ちつつ衝撃時のカムフォロワやヘリコイドへの負荷、を低減し、また通常使用上での負荷によるレンズ位置変化を防止する。    【解決手段】  回転筒の第１群カム溝２７の像面側のカム面Ｇ１のカム軌跡が、光軸が垂直に交わる平面に対して角度を持っている。カムフォロワ２５が、像面側のカム面Ｇ１に係合した瞬間に、衝撃力は、光軸方向と回転筒２１の回転方向に分散され、カムフォロワおよび回転筒２１の雄ヘリコイドにかかる負荷は少なくなる。また、第１群レンズ系が、使用者の手操作等の軽負荷で押圧されたとき、第１群レンズ移動枠のカムフォロワ２５は、像面側のカム面Ｇ１に係合するが、カム面Ｇ１の角度を、発生する回転方向の力が収納位置Ｓ１から広角端位置Ｗ１へ移動する方向とするような角度とする。これにより、回転筒２１は、容易には回転せず、負荷がなくなると、従前の位置に戻る。【選択図】    図９
2008262075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズと、
それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、
前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、
前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けられる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、
前記レンズ鏡胴が撮影状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムのカム軌跡は、物体側に凸のカム軌跡を有し、
前記物体側に凸のカム軌跡における前記第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、
前記第１のカムの前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項２】
複数のレンズと、
それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、
前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、
前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けられる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、
前記レンズ鏡胴が撮影初期状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、
前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項３】
前記像面側のカム軌跡の光軸に対する垂直面に対する角度は、前記弾性部材に抗して前記第１のレンズ枠が像面側に押圧偏倚され像面側のカム面に係合した場合、前記回転部材が非撮影状態から撮影初期状態に至るときの回転方向と同じ方向に該回転部材を回転させるような角度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズ鏡胴。
【請求項４】
前記回転部材および前記固定部材が、非撮影状態から撮影状態への作動過程の一部で、ヘリコイド嵌合することによって、前記回転部材は、前記固定部材に対する相対回転および光軸方向への相対移動を生じさせ、撮影状態においては前記回転部材の雄ヘリコイドの光軸方向前後端に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う平坦部と前記固定部材に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う係合溝とが係合することによって、撮影状態においては前記回転部材が前記固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないようにしていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレンズ鏡胴。
【請求項５】
撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のレンズ鏡胴を含むことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
カメラ機能部を有し、該カメラ機能部の撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のレンズ鏡胴を含むことを特徴とする情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に用いられるレンズ鏡胴に係り、特に、複数のレンズと、それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であって、前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴、ならびにそのようなレンズ鏡胴を撮像光学系に用いるカメラおよび情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラの撮影レンズに代表される撮像光学系のレンズ鏡胴は、撮影時に複数のレンズ群の位置を変化させて焦点距離を連続的に変化させるズームレンズを用いるものが多くなっている。この種のズームレンズ鏡胴においては、非撮影時にはレンズ群間隔を狭め、鏡胴の固定筒内にレンズを収納させて小型化を図った、いわゆる沈胴式のズームレンズ鏡胴が主流となっている。ズームレンズ等のレンズ鏡胴においてレンズを移動させるための構造としては、固定筒に回転筒が保持され、固定筒に対して回転筒が相対的に回転すると、カム係合またはヘリコイド係合により、レンズ枠が光軸方向に進退する機構が多く用いられる。
代表的な機構としては、固定筒と回転筒がカム係合し、回転筒が回転しながらカム溝にしたがって進退するようにし、回転筒内部に回転筒とは相対的な回転を可能とし且つ光軸方向には回転筒と一体的に移動する直進ガイド筒を有し、直進ガイド筒内部にレンズを保持するレンズ枠を保持しているものがある。レンズ枠はカムフォロワを有し、このカムフォロワが直進ガイド筒の光軸方向に延びた直進溝を貫通して、回転筒内面に設けられたカム溝と係合することによって、回転筒が回転すると、レンズ枠は、回転することなく、カム溝の形状に沿って移動範囲内の任意の位置に移動することができるようになっている。
【０００３】
回転筒と直進ガイド筒は、例えば、直進ガイドに設けられた半径方向に突出した回転キーが回転筒内径に設けられた回転溝に係合することによって、直進ガイド筒が、回転筒に対し光軸周りについての相対的な回転を可能としながら、光軸方向については回転筒と一体的に移動することができるようになっている。
また、固定筒と回転筒とが、非撮影状態から撮影状態に至る過程の一部でヘリコイド嵌合することによって、回転筒が、固定筒に対して相対的に回転し且つ光軸方向に相対的に移動することを可能としており、撮影状態では、回転筒の雄ヘリコイドの光軸方向前後端に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う平坦部と固定筒に設けられ光軸が垂直に交わる平面に沿って設けられた係合溝とが係合して、撮影状態において、回転筒が固定筒に対して相対的に回転しつつ光軸方向については相対的な移動をしない機構とすることによって、回転筒の内周面に設けられたカムと固定筒のカムフォロワとの係合により任意にレンズ枠を移動させるレンズ鏡胴もある。
また、レンズ鏡胴は、一層の小型化を求められており、それにともなって各部品の係合も小さく浅くせざるを得なくなってきている。これは、レンズ鏡胴の落下等に対する耐衝撃力を弱める方向への流れであり、このような傾向に対処するために、耐衝撃力を強化することが急務となってきている。
【０００４】
一方、レンズ枠が係合するカムは、光軸に対して角度を持つ連続した曲線の軌跡を描くことで、各レンズ枠の位置を任意の位置に配置させて様々な焦点距離を作り出すことができるが、光軸が垂直に交わる平面に対するカムの傾斜が少ないほうが、レンズ枠の光軸方向の位置精度および倒れが、回転筒の停止精度に関係なく作り出せるので高い精度を維持することが可能となる。但し、光軸が垂直に交わる平面に対するカムの傾斜が少ないと、落下等の衝撃力がカムフォロワおよびカムフォロワを介して回転筒の雄ヘリコイドに衝撃力がそのまま伝わり、これらの部分のいずれかが破壊されるという問題があった。
このような落下衝撃に対して、例えば特許文献１（特開２０００−２９２８４６号）には、カムフォロワを案内する案内溝、すなわちレンズ枠を回転させずに光軸方向に案内する直進ガイド溝、を湾曲させることによって、カムフォロワにかかる負荷を低減させることが開示されている。しかしながら、このようにすると、レンズ枠の移動位置によってレンズが回転してしまうことになる。そうであるからといって、湾曲部が光軸方向に対してほとんど角度を持たなければ、結局カムフォロワに負荷がかかることは変わらない。
【０００５】
また、例えば特許文献２（特開２０００−２９２８４５号）には、衝撃時にカムピン、すなわちカムフォロワ、に当接する案内壁を設けて破壊を防止することが開示されている。しかしながら、このような構成は、レイアウト上大きな制約があるだけでなく、カムフォロワにかかる負荷が変わるわけではない。
一方、例えば特許文献３（特開２００３−３３７２７６号）には、撮像範囲において、物体側のカム面に対峙する像面側のカム面を、物体側と平行とせずに、光軸が垂直に交わる平面に対する傾斜角度を物体側よりも大きな傾斜とすることによってカムフォロワにかかる負荷を回転筒への回転力に分散して低減することが開示されている。また、例えば特許文献４（特開２００３−２７９８２７号）には、物体側のカム面に対峙する像面側のカム面の少なくとも一部を、物体側と平行とせずに、光軸が垂直に交わる平面とすることによって、鏡胴が外部の衝撃等を受けても、回転筒は回転することなく、負荷がなくなった時点で負荷がかかる前の位置に戻り、ピントずれを起こさないようにすることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９２８４６号公報
【特許文献２】特開２０００−２９２８４５号公報
【特許文献３】特開２００３−３３７２７６号公報
【特許文献４】特開２００３−２７９８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のレンズ鏡胴においては、レンズの位置精度を高く保ちつつカムフォロワへの負荷、さらには回転筒のヘリコイドへの負荷、を低減して、しかも、通常使用上での負荷によるレンズ位置変化を防止することができるものはなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、レンズの位置精度を高く保ちつつカムフォロワへの負荷、さらには回転筒のヘリコイドへの負荷、を低減し、また通常使用上での負荷によるレンズ位置変化を防止することを可能とするレンズ鏡胴、ならびにそのようなレンズ鏡胴を撮像光学系に用いるカメラおよび情報機器を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、レンズ枠の倒れおよび光軸方向の位置精度を高く保ちつつ、落下等の衝撃時に像面側のカム面にかかる衝撃力を回転方向に分散させてカムフォロワにかかる力を低減し、耐衝撃力を向上し得るレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、撮影初期状態におけるレンズ枠の倒れおよび光軸方向の位置精度を高く保ちつつ、落下等の衝撃時に像面側のカム面にかかる衝撃力を回転方向に分散させてカムフォロワにかかる力を低減し、撮影初期状態における耐衝撃力を向上し得るレンズ鏡胴を提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項３の目的は、特に、駆動源のバックラッシュが無い状態で、第１のレンズ枠が、撮影者により手で押されるなどの軽負荷で押圧されて像面側のカム面に係合した場合には、回転部材は回転せず、負荷が無くなった状態で弾性部材により物体側のカム面への係合が復帰しても、負荷がかけられる前の状態を維持することができて、焦点距離の変化およびピントずれ等の問題を回避することが可能なレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、落下等の衝撃力を、角度を持った像面側のカム面により回転方向と光軸方向に分散し、衝撃力がカムフォロワと雄ヘリコイドのすべてかかることを防止して、耐衝撃力を向上し得るレンズ鏡胴を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、レンズの位置精度が高く、対衝撃力の大きなカメラを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、カメラ機能部におけるレンズの位置精度が高く、対衝撃力の大きな情報機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、上述した目的を達成するために、
複数のレンズと、
それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、
前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、
前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けられる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、
前記レンズ鏡胴が撮影状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムのカム軌跡は、物体側に凸のカム軌跡を有し、
前記物体側に凸のカム軌跡における前記第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、
前記第１のカムの前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、上述した目的を達成するために、
複数のレンズと、
それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、
前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、
前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、
前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けられる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、
前記レンズ鏡胴が撮影初期状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、
前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴であって、
前記像面側のカム軌跡の光軸に対する垂直面に対する角度は、前記弾性部材に抗して前記第１のレンズ枠が像面側に押圧偏倚され像面側のカム面に係合した場合、前記回転部材が非撮影状態から撮影初期状態に至るときの回転方向と同じ方向に該回転部材を回転させるような角度であることを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係るレンズ鏡胴は、請求項１〜請求項３のいずれか１項のレンズ鏡胴であって、
前記回転部材および前記固定部材が、非撮影状態から撮影状態への作動過程の一部で、ヘリコイド嵌合することによって、前記回転部材は、前記固定部材に対する相対回転および光軸方向への相対移動を生じさせ、撮影状態においては前記回転部材の雄ヘリコイドの光軸方向前後端に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う平坦部と前記固定部材に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う係合溝とが係合することによって、撮影状態においては前記回転部材が前記固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないようにしていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載した本発明に係るカメラは、
撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る情報機器は、
カメラ機能部を有し、該カメラ機能部の撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズの位置精度を高く保ちつつカムフォロワへの負荷、さらには回転筒のヘリコイドへの負荷、を低減し、また通常使用上での負荷によるレンズ位置変化を防止することを可能とするレンズ鏡胴、ならびにそのようなレンズ鏡胴を撮像光学系に用いるカメラおよび情報機器を提供することができる。
【００１４】
すなわち、本発明の請求項１のレンズ鏡胴によれば、
複数のレンズと、それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、
前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けられる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、前記レンズ鏡胴が撮影状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムのカム軌跡は、物体側に凸のカム軌跡を有し、前記物体側に凸のカム軌跡における前記第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、前記第１のカムの前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することにより、
特に、レンズ枠の倒れおよび光軸方向の位置精度を高く保ちつつ、落下等の衝撃時に像面側のカム面にかかる衝撃力を回転方向に分散させてカムフォロワにかかる力を低減し、耐衝撃力を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２のレンズ鏡胴によれば、
複数のレンズと、それぞれ少なくとも１つの前記レンズを保持する複数のレンズ枠と、前記レンズ枠を光軸方向に移動させるための駆動手段と、前記駆動手段を保持する固定部材とを有し、
前記駆動手段は、前記固定部材の内周面に嵌合して相対的に回転することによって光軸方向に移動し得る回転部材を備え、前記回転部材は、非撮影状態から撮影状態までの間においては固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向に相対的に移動し、撮影状態においては、相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないレンズ鏡胴であり、前記レンズ枠に設けられたカムフォロワと係合するカムが、前記回転部材の内周面に設けられ、前記回転部材の回転により前記レンズ枠を所定の位置に移動し得るレンズ鏡胴において、
前記レンズ枠のうち最も物体側の第１のレンズ枠は、前記駆動手段内に設けらる弾性部材によって物体側のカム面に向けて常に付勢されており、前記レンズ鏡胴が撮影初期状態にあるときに、前記第１のレンズ枠のカムフォロワが係合する第１のカムの物体側のカム軌跡は、光軸に対する垂直面に沿う部分を形成しており、前記物体側のカム軌跡に対峙する像面側のカム軌跡は、前記光軸に対する垂直面に対して角度を持った軌跡を形成することにより、
特に、撮影初期状態におけるレンズ枠の倒れおよび光軸方向の位置精度を高く保ちつつ、落下等の衝撃時に像面側のカム面にかかる衝撃力を回転方向に分散させてカムフォロワにかかる力を低減し、撮影初期状態における耐衝撃力を向上することが可能となる。
【００１６】
本発明の請求項３のレンズ鏡胴によれば、請求項１または請求項２のレンズ鏡胴において、
前記像面側のカム軌跡の光軸に対する垂直面に対する角度は、前記弾性部材に抗して前記第１のレンズ枠が像面側に押圧偏倚され像面側のカム面に係合した場合、前記回転部材が非撮影状態から撮影初期状態に至るときの回転方向と同じ方向に該回転部材を回転させるような角度であることにより、
特に、駆動源のバックラッシュが無い状態で、第１のレンズ枠が、撮影者により手で押されるなどの軽負荷で押圧されて像面側のカム面に係合した場合には、回転部材は回転せず、負荷が無くなった状態で弾性部材により物体側のカム面への係合が復帰しても、負荷がかけられる前の状態を維持することができて、焦点距離の変化およびピントずれ等の問題を回避することが可能となる。
【００１７】
本発明の請求項４のレンズ鏡胴によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項のレンズ鏡胴において、
前記回転部材および前記固定部材が、非撮影状態から撮影状態への作動過程の一部で、ヘリコイド嵌合することによって、前記回転部材は、前記固定部材に対する相対回転および光軸方向への相対移動を生じさせ、撮影状態においては前記回転部材の雄ヘリコイドの光軸方向前後端に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う平坦部と前記固定部材に設けられた光軸が垂直に交わる平面に沿う係合溝とが係合することによって、撮影状態においては前記回転部材が前記固定部材に対して相対的に回転しつつ光軸方向には相対的に移動しないようにすることにより、
特に、落下等の衝撃力を、角度を持った像面側のカム面により回転方向と光軸方向に分散し、衝撃力がカムフォロワと雄ヘリコイドのすべてかかることを防止して、耐衝撃力を向上することが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項５のカメラによれば、
撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことにより、
特に、レンズの位置精度を高く、対衝撃力を大きくすることが可能となる。
また、本発明の請求項６の情報機器によれば、
カメラ機能部を有し、該カメラ機能部の撮像光学系として、請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項のレンズ鏡胴を含むことにより、
特に、カメラ機能部におけるレンズの位置精度を高く、対衝撃力を大きくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明のレンズ鏡胴を詳細に説明する。
図１〜図９は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴の要部の全体および各部の構成を説明するための図である。図１は、本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴の収納状態における要部の構成を示す物体側から見た正面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う矢印方向から見たレンズ鏡胴の要部の構成を示す矢視縦断面図、図３は、図１のレンズ鏡胴の撮影状態における要部の構成を示す、図２と同様の縦断面図、図４は、図１のレンズ鏡胴の要部の構成を示す分解斜視図、そして図５は、図１のレンズ鏡胴の第１のレンズ枠である第１群レンズ移動枠の構成を示す斜視図である。図６は、図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の構成を示しており、（ａ）は、回転筒の縦断面図、そして（ｂ）は、その要部詳細図である。図７は、図１のレンズ鏡胴の直進ガイド筒の構成を示す縦断面図、そして図８は、図１のレンズ鏡胴の固定部材である固定ガイド筒の構成を示す縦断面図である。図９は、図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の内周面に本発明の一つの実施の形態に従って形成される第１群レンズ移動枠のための第１群カムおよび第２群レンズ移動枠のための第２群カムの形状を示す展開図、そして図１０は、本発明の一つの実施の形態に係る構成の前段階において想定された図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の内周面に形成される第１群レンズ移動枠のための第１群カムおよび第２群レンズ移動枠のための第２群カムの形状を示す展開図である。
【００２０】
図１〜図９に示すレンズ鏡胴は、第１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２、第３群レンズ系１３、第１群レンズ保持枠１４、第１群レンズ移動枠１５、第２群レンズ移動枠１６、第３群レンズ移動枠１７、シャッタユニット１８、ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子ユニット１９、直進ガイド筒２０、回転筒２１、固定筒２２、第１群−第２群圧縮スプリング２３、傾き調整カム２４、第１群カムフォロワ２５、第２群カムフォロワ２６、第１群カム溝２７、第２群カム溝２８、第１群移動枠直進溝２９、第２群移動枠直進溝３０、雄ヘリコイド３１、直進キー部３２、回転キー部３３、直進キー溝３４、雌ヘリコイド３５、空転用案内溝３６、ベース３７、フォーカス駆動モータ３８、ズーム駆動モータ３９およびズーム駆動ギア機構部４０を具備している。
先に述べたように、図１および図２は、本発明の一つの実施の形態に係るズームレンズ鏡胴の収納状態の正面図およびＡ−Ａ線に沿う矢視縦断面図であり、図３はズームレンズ鏡胴の撮影状態の縦断面図である。
このズームレンズ鏡胴の光学系は、第１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２および第３群レンズ系１３により構成され、これら第１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２および第３群レンズ系１３は、それぞれ１枚以上のレンズから構成される。この場合、例えば第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２は、共に複数枚のレンズにより構成されており、第３群レンズ系１３は、１枚のレンズにより構成されている。
【００２１】
撮影状態においては、物体側から、順次、第１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２、そして第３群レンズ系１３の順に配置され、収納状態においては、第３群レンズ系１３は、光軸外に退避し、光軸上では、第１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２の順に、物体側から、順次、近接して配置される。撮影状態および収納状態のいずれにおいても、第１群レンズ系１１と第２群レンズ系１２の間に、開口絞りを含むシャッタユニット１８が配置される。撮影状態においては、例えば、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２の位置を変化させることによって変倍動作を行い、第３群レンズ系１３は、合焦、つまりピント調整、のためのフォーカシングレンズとして用いられる。
第１群レンズ系１１は、第１群レンズ保持枠１４によって一体的に保持され、第２群レンズ系１２は、第２群レンズ移動枠１６によって一体的に保持され、第３群レンズ系１３は、第３群レンズ移動枠１７によって保持される。第１群レンズ保持枠１４は、第１群レンズ移動枠１５に保持されており、第１群レンズ保持枠１４と第１群レンズ移動枠１５との間の傾きを調整する傾き調整カム２４によって、ズームレンズ光学系全体の光軸に対する第１群レンズ保持枠１４によって保持される第１群レンズ系１１の傾きを調整する。第２群レンズ移動枠１６には、シャッタユニット１８が保持されており、シャッタユニット１８は、第２群レンズ移動枠１６、すなわち第２群レンズ系１２と一体的に動作するように構成されている。
【００２２】
第１群レンズ保持枠１４と第１群レンズ移動枠１５、第２群レンズ移動枠１６および第３群レンズ移動枠１７は、それぞれ１群レンズ系１１、第２群レンズ系１２および第３群レンズ系１３に対するレンズ枠として構成されている。
このような、ズームレンズ鏡胴の要部の分解斜視図を示す図４を参照して各部の構成および動作をさらに詳細に説明する。図５は、第１群レンズ移動枠１５の斜視図、図６は、回転部材としての回転筒２１の縦断面図、図７は、直進ガイド筒２０の縦断面図、そして図８は、固定部材としての固定筒２２の縦断面図である。
第１群レンズ移動枠１５および第２群レンズ移動枠１６は、それぞれ回転筒２１の内周面に形成されている第１群カム溝２７および第２群カム溝２８に係合する第１群カムフォロワ２５および第２群カムフォロワ２６を有しており、これら第１群カムフォロワ２５および第２群カムフォロワ２６は、回転筒２１との間に介挿配置される直進ガイド筒２０の光軸方向に沿って延びる長孔状の第１群移動枠直進溝２９および第２群移動枠直進溝３０（図７）を貫通して組み込まれている。
【００２３】
直進ガイド筒２０は、当該直進ガイド筒２０の物体側先端部に半径方向に突出して形成された回転キー部３３を有しており、回転筒２１の内周面に凹陥形成されたキー溝４１に嵌合することによって、回転筒２１と直進ガイド筒２０とを、相対回転を許容しつつ光軸方向については一体的に移動することができる。回転筒２１は、像面側端部の外周面に突出形成された雄ヘリコイド３１（図６（ｂ）参照）を、固定筒２２の内周面に形成された雌ヘリコイド３５に係合させて一種のカム機構としてヘリコイド嵌合しており、回転筒２１が、回転することによって光軸方向に移動し、撮影可能位置まで繰出すことを可能としている。また、直進ガイド筒２０の像側端部の外周面には、固定筒２２の内周面の光軸方向に沿う直進キー溝部３４に嵌合する直進キー部３２が突設されており、固定筒２２の直進キー溝部３４によって、相対的に回転することなしに、回転筒２１と一体的に光軸方向に沿って移動することが可能となっている。
このような構成により、回転筒２１を回転させると、回転筒２１の第１群カム溝２７および第２群カム溝２８とによって、第１群レンズ移動枠１５および第２群レンズ移動枠１６を、それぞれ所要の位置に移動させることができ、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２を、撮影可能位置に移動させ且つ変倍動作させることができる。
【００２４】
第１群レンズ移動枠１５と第２群レンズ移動枠１６との間には、弾性部材としての圧縮スプリングである第１群−第２群圧縮スプリング２３が、拡圧弾力を与えるように介挿されており、この第１群−第２群圧縮スプリング２３の反発力により、第１群レンズ移動枠１５および第２群レンズ移動枠１６が、両者間の間隔を広げる方向に偏倚付勢され、第１群カムフォロワ２５と第２群カムフォロワ２６とが、常にそれぞれの対応する第１群カム溝２７および第２群カム溝２８のカム面へ押圧当接される状態が維持され、回転筒２１に対する第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２は、倒れが生じることなく安定して維持され得る。
既に述べたように、固定筒２２の内周面には雌ヘリコイド３５が形成されており、回転筒２１の外周面に形成された雄ヘリコイド３１に嵌合して、回転筒２１が回転することによって、回転筒２１が光軸方向に移動するようにすることができる。固定筒２２の雌ヘリコイド３５は、物体側の最先端部で一部の雌ヘリコイド３５が光軸が垂直に交わる平面に沿って回転筒２１の像面側端部の雄ヘリコイド３１が嵌合する空転用案内溝３６を有しており、これによって、回転筒２１を、最先端部まで繰り出してから、さらに回転すると、さらに光軸方向には移動せず、回転駆動のみを行うことが可能となる。
【００２５】
この実施の形態に係るレンズ鏡胴は、固定筒２２の像面側最先端部において回転駆動のみが可能な空転領域に、撮影状態である焦点距離が短い広角（ワイド）端から焦点距離が長い望遠（テレ）端にかけての状態を設定しており、回転筒２１が回転すると、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２を、広角端から望遠端にかけて、連続的に第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２を移動させることができる。
図１０は、この実施の形態において適用しようとする回転筒２１′の内周面に設けられた、第１群カム溝２７′および第２群カム溝２８′を含むカム展開図である。撮影初期状態である広角（ワイド）端の位置Ｗ１およびＷ２およびその近傍では、物体側のカム面のカム軌跡は光軸が垂直に交わる平面に沿っており、像面側のカム面のカム軌跡も光軸が垂直に交わる平面に沿っており、さらに回転筒２１′の雄ヘリコイド３１の固定筒２２の空転用案内溝３６との係合部も光軸が垂直に交わる平面に沿っているため、仮に、回転筒２１′の停止位置の精度が悪くても、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２の光軸方向についての位置ずれは発生しない。
【００２６】
また、この実施の形態においては、各図に示されるように、回転筒２１′の第１群カム溝２７′および第２群カム溝２８ならびに雄ヘリコイド３１は、それぞれ３つずつ設けられているが、それぞれの高さを適切に管理すれば、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２の倒れを少なくすることができる。もしも、光軸が垂直に交わる平面に対して、カム溝が角度を持っている場合には、３つのカムの回転方向の位置精度にずれがあると、それぞれの高さが変わることになり、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２に倒れを発生させることとなる。したがって、このようなズームレンズ鏡胴は、レンズ初期位置、すなわち広角端、において、安定した光軸方向の位置精度と倒れのないレンズ群関係を作り出すことができ、正確な焦点距離および高い像性能を得ることができる。
しかしながら、この図１０に示す構成において、第１群レンズ系１１に物体側から衝撃が加わると、物体側のカム面Ｆ１に対峙する像面側のカム面Ｆ１′に、カムフォロワ２５が衝突し、衝撃力がカムフォロワ２５および回転筒２１′に与えられる。このとき、他の焦点距離におけるカム溝形状のように物体側のカム面のカム軌跡とそれに対峙する像面側のカム面のカム軌跡が平行に作られている第１群カム溝２７′であると、像面側のカム面が光軸が垂直に交わる平面に沿っているため、カムフォロワ２５および回転筒２１′に光軸方向の衝撃力がそのまま伝達される。
この結果、カムフォロワ２５が折損したり、回転筒２１′の雄ヘリコイド３１が折れたりするという不具合が発生する。
【００２７】
そこで、本発明においては、図９に示す回転筒２１のように、第１群カム溝２７の像面側のカム面Ｇ１のカム軌跡が、光軸が垂直に交わる平面に対して角度を持っていると、カムフォロワ２５が、像面側のカム面Ｇ１に係合した瞬間に、カム面Ｇ１の角度によって、衝撃力は、光軸方向と回転筒２１の回転方向に分散されることとなる。これによって、カムフォロワ２５および回転筒２１の雄ヘリコイド３１にかかる負荷は少なくなり、折損するのを効果的に防止することができる。なお、図９においては、第１群カム溝２７における収納位置Ｓ１、広角端位置Ｗ１および望遠端位置Ｔ１、ならびに第２群カム溝２８における収納位置Ｓ２、広角端位置Ｗ２および望遠端位置Ｔ２を示している。
また、通常、カメラ等のように、かならずしも専門家ではなく、一般の人も使うものについては、第１群レンズ系１１を、不注意に触ったり押圧したりすることが、少なからず予想される。このような、何かにぶつけたりした衝撃ではなく、使用者の手操作等の軽負荷で押圧されたとき、第１群レンズ系１１の第１群レンズ移動枠１５のカムフォロワ２５は、像面側のカム面Ｇ１に係合し、回転筒２１に回転力を与えてしまう。回転筒２１が回転してしまうと、使用者による押圧負荷がなくなり、第１群−第２群圧縮スプリング２３によって付勢されて、第１群レンズ移動枠１５のカムフォロワ２５が物体側のカム面Ｆ１のカム軌跡に戻ったときに、負荷がかかる前とカム位置が変わってしまっていると、そのために、焦点距離がずれてしまい、ピントずれ等の不具合を起こすことになる。
【００２８】
これに対して本発明では、像面側のカム面Ｇ１のカム軌跡の角度を、カムフォロワ２５が係合したときに発生する回転方向の力が収納位置Ｓ１から広角端位置Ｗ１へ移動するときの回転方向と同じとするような角度としている。収納位置Ｓ１から広角端位置Ｗ１に回転移動し、止まった状態では、回転方向については、ズームギヤ等のガタによる遊びが生じていない状態であり、回転筒２１は収納位置Ｓ１から広角端位置Ｗ１への回転方向には、容易には回転しない状態である（従前の回転方向と逆方向についてはバックラッシュによるガタが生じており、ガタの範囲では容易に回転するが、その方向への回転力は発生しない）。そのため、本発明では、軽負荷によって像面側のカム面Ｇ１にカムフォロワ２５が係合しても、回転筒２１は回転しないため、負荷がなくなって物体側のカム面Ｆ１に戻っても、負荷がかかる前の位置に戻ることができる。したがって、軽負荷による第１群レンズ系１１の押圧の前後で、第１群レンズ系１１および第２群レンズ系１２の位置は変化しないため、ピントずれ等の不具合を発生させることがない。
【００２９】
以上のべたように、本発明によるレンズ鏡胴によれば、安定したレンズ位置を確保することができ、落下等の衝撃力は、角度を持った像面側のカム面のカム軌跡により回転方向と光軸方向に分散され、カムフォロワを介して雄ヘリコイドにすべてかかることを防止して、耐衝撃力を向上させたレンズ鏡胴となり、さらに通常使用時に、誤操作等による不用意な軽負荷を受けても、ピントずれを発生させることがない。
また、上述した実施の形態に示されたようなレンズ鏡胴を撮影光学系として採用してカメラを構成したり、いわゆるＰＤＡ（personal data assistant）や携帯電話機等の携帯情報装置にカメラ機能を組み込んだものに搭載される撮像光学系に同様のレンズ鏡胴を採用したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係るレンズ鏡胴の収納状態における要部の構成を示す物体側から見た正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う矢印方向から見たレンズ鏡胴の要部の構成を示す矢視縦断面図である。
【図３】図１のレンズ鏡胴の撮影状態における要部の構成を示す、図２と同様の縦断面図である。
【図４】図１のレンズ鏡胴の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図５】図１のレンズ鏡胴の第１のレンズ枠である第１群レンズ移動枠の構成を示す斜視図である。
【図６】図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の構成を示しており、（ａ）は、回転筒の縦断面図、そして（ｂ）は、その要部詳細図である。
【図７】図１のレンズ鏡胴の直進ガイド筒の構成を示す縦断面図である。
【図８】図１のレンズ鏡胴の固定部材である固定筒の構成を示す縦断面図である。
【図９】図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の内周面に本発明の一つの実施の形態に従って形成される第１群レンズ移動枠のための第１群カムおよび第２群レンズ移動枠のための第２群カムの形状を示す展開図である。
【図１０】本発明の一つの実施の形態に係る構成に至る前段階において想定された図１のレンズ鏡胴の回転部材である回転筒の内周面に形成される第１群レンズ移動枠のための第１群カムおよび第２群レンズ移動枠のための第２群カムの形状を示す展開図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  第１群レンズ系
１２  第２群レンズ系
１３  第３群レンズ系
１４  第１群レンズ保持枠
１５  第１群レンズ移動枠
１６  第２群レンズ移動枠
１７  第３群レンズ移動枠
１８  シャッタユニット
１９  ＣＣＤ（電荷結合素子）撮像素子ユニット
２０  直進ガイド筒
２１  回転筒
２２  固定筒
２３  第１群−第２群圧縮スプリング
２４  傾き調整カム
２５  第１群カムフォロワ
２６  第２群カムフォロワ
２７  第１群カム溝
２８  第２群カム溝
２９  第１群移動枠直進溝
３０  第２群移動枠直進溝
３１  雄ヘリコイド
３２  直進キー部
３３  回転キー部
３４  直進キー溝
３５  雌ヘリコイド
３６  空転用案内溝
３７  ベース
３８  フォーカス駆動モータ
３９  ズーム駆動モータ
４０  ズーム駆動ギア機構部
４１  回転キー溝
【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】
2008262075.tif 000009
【図８】
2008262075.tif 000010
【図９】
2008262075.tif 000011
【図１０】
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